Propriedades do sistema termodinâmico, tipos, exemplos

A Sistema termodinâmico o O trabalho de trabalho faz parte do universo que é escolhido a ser estudado pela termodinâmica. É uma definição muito ampla, porque um sistema termodinâmico pode ser vasto como uma galáxia ou é uma pequena quantidade de gás contida em um cilindro.

Tudo o que circunda o sistema termodinâmico, incluindo massa e espaço, é o ambiente ou ambiente do mesmo. Não é o resto do universo, mas apenas o ambiente capaz de afetar o sistema.

Esquema de um sistema termodinâmico

Em um sistema termodinâmico, a troca de massa ou energia é possível entre o sistema e o ambiente, dependendo da classe do sistema, sendo o ambiente em que os observadores que o estudam estão localizados.

Na análise de um sistema termodinâmico, é importante estabelecer o fronteiras (limites ou paredes), que podem ser fixos ou móveis. Uma garrafa de vidro ou metal tem paredes fixas, mas um pistão ou pistão móvel.

Como tal, a borda pode ser uma superfície real ou imaginária, mas, idealmente, tem uma espessura nula, alguma rigidez e outras características descritas em forma matemática.

As fronteiras imaginárias são necessárias ao estudar sistemas que, por sua vez, fazem parte de sistemas muito maiores, como uma estrela em uma nebulosa.

As trocas de calor entre o sistema e seu ambiente, se houver, são os principais objetivos da termodinâmica. É por isso que um nome especial é dado às paredes que permitem a troca: adiabática, enquanto aqueles que não permitem e isolam o sistema são diatérmicos.

[TOC]

Tipos de sistemas termodinâmicos

No primeiro caso, é um sistema aberto porque o bule troca a energia liberada pelo fogo e gás na forma de um gás externo. No segundo caso, é um sistema fechado, porque eu só troco a energia liberada pelo incêndio, mas não pelo gás. O terceiro caso é um sistema isolado porque não troca energia ou matéria.

Existem vários tipos de sistemas termodinâmicos, que são classificados de acordo com sua capacidade de trocar matéria e energia com o meio ambiente, dessa maneira temos:

Sistemas abertos

A troca de matéria e energia com o exterior é permitida, então eles também são chamados Volume de controle.

Um grande número de sistemas de engenharia é modelado dessa maneira, por exemplo, aquecedores de água caseiros e radiadores de carros.

Pode atendê -lo: 21 eventos importantes da física

Sistemas fechados

Eles também são conhecidos como massa de controle e são caracterizados porque não há troca de matéria com o meio ambiente. Portanto, sua massa é fixa, no entanto, a energia pode atravessar seu limite, seja como calor ou como trabalho. Dessa maneira, o volume do sistema pode variar.

Sistemas isolados

São sistemas fechados nos quais a troca de calor, trabalho ou qualquer forma de energia com o ambiente é evitada.

Sistemas homogêneos e sistemas heterogêneos

Os sistemas descritos foram classificados de acordo com sua capacidade de câmbio com o meio ambiente, mas este não é o único critério. Os sistemas termodinâmicos também podem ser homogêneos e heterogêneos.

Substâncias puras são bons exemplos de sistemas homogêneos, como sal de mesa salvo no salgador de sal. Pelo contrário, uma combinação de água líquida e vapor de água é um sistema heterogêneo, uma vez que esses são dois estados diferentes, cujas propriedades diferem.

Exemplos de sistemas termodinâmicos

Como vimos, os sistemas termodinâmicos são dos mais simples para os mais complexos. No entanto, ao estudá -los, é conveniente defini -los com cuidado e tentar encontrar todas as maneiras de simplificar a análise.

Vejamos alguns exemplos de sistemas reais que nos acompanham na vida cotidiana:

Recipiente submerso em água

Este é um sistema termodinâmico muito simples e ilustrativo, e também uma boa maneira de preparar comida. O conteúdo do recipiente, seja ovos, uma mistura para um flan ou a preparação que é, é o sistema termodinâmico, enquanto o banho de água constitui o ambiente, o ambiente ou o ambiente.

Pode atendê -lo: qual é o momento magnético?

Ao aquecer a água, o calor flui para o sistema através da borda do recipiente.

A velocidade com que a comida é cozida depende de vários fatores, um deles é o material da panela: se for cerâmica ou metal. Sabemos que o metal é um bom motorista de calor, por isso esperamos que o conteúdo aqueça rapidamente se um vaso de aço ou alumínio for usado.

Em vez de aquecer o sistema, você quer. Nesse caso, o sistema dá calor ao banho de água.

Cozinhe em uma panela descoberta

Frango e pão cozidos em uma panela aberta são um exemplo de um sistema termodinâmico aberto. Fonte: Pixabay.

A cozinha é um excelente lugar para encontrar processos termodinâmicos. Um molho, frango ou outro alimento cozido em uma panela aberta, é um exemplo de sistema aberto, uma vez que existem todos os tipos de troca com o ambiente: adicione condimentos, outros ingredientes e modifique o calor adicionado.

Motor de combustão interna

No motor de combustão interna de carros, motocicletas, aviões e barcos, há uma mistura de gás (ar) e combustível que é preparado no carburador e é levado ao cilindro, onde pelo efeito da combustão se torna uma mistura de gás Vários.

Como a composição da mistura varia ao longo do ciclo de trabalho, é um sistema termodinâmico complexo e heterogêneo.

Café ou chá em uma garrafa térmica

A bebida quente ou fria dentro de uma garrafa térmica é um bom exemplo de sistema termodinâmico fechado. Fonte: Pixabay.

Café ou chá Fique quente por mais tempo em uma garrafa térmica. É um recipiente fornecido com paredes isolantes, precisamente para impedir nosso sistema - bebida quente - entregando seu calor ao meio ambiente e esfria.

Pode atendê -lo: Volt ou Volt: conceito e fórmulas, equivalências, exemplos

A ThermoMes são realmente dois recipientes, entre os quais é parcial vazio para evitar a presença de um ar médio, o que ajuda a levar o calor de dentro para o recipiente.

É claro.

Ovos

Os ovos que consumimos como alimentos são excelentes exemplos de sistemas termodinâmicos fechados, mas que permitem a troca de energia com o ambiente. A casca do ovo permite que o calor das galhas empate o embrião, bem como a passagem de gases.

Células

A célula é a unidade fundamental dos seres vivos e é um sistema termodinâmico maravilhosamente eficiente. Por extensão, qualquer ser vivo também pode ser considerado como um sistema termodinâmico complexo.

A membrana celular que abrange estruturas internas como o núcleo e as mitocôndrias é a fronteira entre o sistema e o ambiente. Isso permite a troca de energia, a chegada de nutrientes de fora e a produção de resíduos.

Enlatado

Refeições enlatadas são exemplos típicos de sistemas termodinâmicos fechados.

Aquecedor de água

A água dentro do aquecedor é um sistema termodinâmico aberto, pois é necessário gás.

Referências

1. Borgnakke. 2009. Fundamentos da termodinâmica. 7ª edição. Wiley e Sons.
2. Cengel, e. 2012. Termodinâmica. 7ª edição. McGraw Hill.
3. Energia solar. Sistemas termodinâmicos. Recuperado de: energia solar.líquido.
4. Wikipedia. Sistemas termodinâmicos. Recuperado de: é.Wikipedia.org.
5. Wikipedia. Sistema temodinâmico. Recuperado de.Wikipedia.org.