¿Qué es un sistema?

            En termodinámica, consideramos a un sistema como una masa o un espacio que elegimos para hacer nuestros estudios. Habiendo definido nuestro sistema a analizar, consideraremos lo que este fuera del sistema como alrededor (ya sea masa o espacio) y a la separación entre nuestro sistema y los alrededores como una frontera. Estos sistemas pueden clasificarse como cerrado o abierto.

El sistema cerrado es aquel que tiene una cantidad fija de masa por lo que ninguna otra masa puede cruzar la frontera ya sea para salir o entrar. Esto es: Dentro de un sistema cerrado la masa permanece constante. Debemos destacar que aunque su masa sea fija, no será necesariamente el caso de su volumen y por consiguiente de su densidad. A estos sistemas también se les conoce como masa de control. Además aunque la masa sea constante, a estos sistemas pueden estar sometidos a cambios energéticos. Existe un subsistema cerrado denominado aislado el cual tampoco permite cambios energéticos. Ejemplos de estos sistemas son los cilindros con embolo (que posee una frontera móvil) o un termómetro.

Un sistema abierto por otro lado es un espacio designado para el estudio el cual acepta la salida y la entrada de masa, además sus fronteras pueden ser reales, imaginarias o móviles. Se le denomina volumen de control porque nos ayuda a analizar la masa que lo atraviesa y sus cambios. Se emplea para el estudio de tuberías, sistemas con válvulas, boilers y en general cualquiera que permita el flujo de masa.

Propiedades de los sistemas

            Las principales que analizaremos son la presión, la temperatura, el volumen, la masa y la densidad; aunque podemos añadir más dependiendo de nuestro interés y objetivo.

            Las propiedades se separan en intensivas y extensivas. Las intensivas son aquellas que existen independientemente de la masa y las extensivas son las que dependen del tamaño del sistema.

            Para poder discernir entre ambas propiedades utilizamos el criterio de la variación de la masa. Por ejemplo: Consideremos un recipiente con una cantidad determinada de fluido y otro recipiente con la mitad de esa cantidad del mismo fluido. Si observamos seremos capaces de distinguir que la presión, la temperatura y la densidad no variaran por lo que son propiedades intensivas. Sin embargo resulta evidente que la masa y el volumen se verán reducidos a la mitad lo que las hace propiedades extensivas por depender de la cantidad de masa.

            Para analizar un sistema es común dividir las propiedades extensivas entre la masa para obtener nuevas propiedades llamadas propiedades especificas. Estas propiedades son de interés ya que por ser el cociente por la masa, nos permite ver como se relacionan dichas propiedades con la misma. Obtenemos así el volumen específico (ν)