{"id":2310,"date":"2021-11-27T22:30:43","date_gmt":"2021-11-27T22:30:43","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/?p=2310"},"modified":"2022-02-08T20:51:23","modified_gmt":"2022-02-08T20:51:23","slug":"clase-digital-7-sistemas-con-volumen-como-unico-parametro-y-sistemas-simples","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/clase-digital-7-sistemas-con-volumen-como-unico-parametro-y-sistemas-simples\/","title":{"rendered":"Clase digital 7: Sistemas con volumen como \u00fanico par\u00e1metro y sistemas simples"},"content":{"rendered":"\n\n\n<div class=\"wp-block-cover\" style=\"min-height:284px;aspect-ratio:unset;\"><span aria-hidden=\"true\" class=\"has-background-dim-40 wp-block-cover__gradient-background has-background-dim\"><\/span><img decoding=\"async\" class=\"wp-block-cover__image-background wp-image-2311\" alt=\"\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/emx1aiap9nw.jpg\" style=\"object-position:69% 81%\" data-object-fit=\"cover\" data-object-position=\"69% 81%\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"704\" height=\"1200\" class=\"wp-block-cover__image-background wp-image-2311\" alt=\"\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/emx1aiap9nw.jpg\" style=\"object-position:69% 81%\" data-object-fit=\"cover\" data-object-position=\"69% 81%\" srcset=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/emx1aiap9nw.jpg 704w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/emx1aiap9nw-176x300.jpg 176w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/emx1aiap9nw-601x1024.jpg 601w\" sizes=\"auto, (max-width: 704px) 100vw, 704px\" \/><\/noscript><div class=\"wp-block-cover__inner-container is-layout-flow wp-block-cover-is-layout-flow\">\n<p class=\"has-text-align-center has-base-3-color has-text-color has-large-font-size wp-block-paragraph\">Sistemas con volumen como \u00fanico par\u00e1metro y sistemas simples<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"introduccion\">Introducci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00a1Hola!<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00a1Qu\u00e9 emoci\u00f3n volvernos a encontrar! Espero que sigas con ese mismo \u00edmpetu de la primera clase y sigas aprendiendo, por lo tanto te invito a iniciar la segunda parte del curso con esta s\u00e9ptima clase titulada Sistemas con volumen como \u00fanico par\u00e1metro y sistemas simples del curso de Termodin\u00e1mica.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El an\u00e1lisis de los sistemas termodin\u00e1micos se apoya mucho en la selecci\u00f3n adecuada de un volumen de control. Dado que este procedimiento delimita el sistema y permite analizarlo desde el punto de vista de entradas y salidas de energ\u00eda, la correcta elecci\u00f3n de un volumen de control es imprescindible para que los flujos que pasan por el sistema en cuesti\u00f3n sean plenamente identificados y con ello, el planteamiento del problema sea el correcto.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En esta clase se abordar\u00e1n temas como funciones caracter\u00edsticas, propiedades independientes, propiedades intensivas y extensivas, la implicaci\u00f3n de una partici\u00f3n y la dependencia de las propiedades intensivas. Cabe mencionar que en clases previas ya se establecieron las diferencias entre propiedades intensivas y extensivas e incluso se present\u00f3 la definici\u00f3n de potencial termodin\u00e1mico, lo cual es lo mismo que una funci\u00f3n caracter\u00edstica, es por ello que en esta sesi\u00f3n se tomar\u00e1 como repaso lo revisado con anterioridad.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Te invito a que sigas esforz\u00e1ndote para continuar con este curso ya que las aplicaciones de la Termodin\u00e1mica son bastas y la selecci\u00f3n de un adecuado volumen de control facilitar\u00e1 la soluci\u00f3n de problemas, adem\u00e1s de que ser\u00e1 de mucha utilidad para que se comprendan los conceptos de balance de masa y energ\u00eda que se han revisado en clases previas. Finalmente, el concepto de la dependencia de propiedades intensivas ser\u00e1 de utilidad para que puedas comprender mejor los fen\u00f3menos f\u00edsicos y se puedan relacionar sin problemas los diferentes tipos de variables, adem\u00e1s de se revisar\u00e1 lo que implica una partici\u00f3n en un sistema termodin\u00e1mico.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00a1No esperemos m\u00e1s y continuemos!<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"desarrollo-del-tema\">Desarrollo del tema <\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"propiedades-independientes-y-funcion-caracteristica\">Propiedades independientes y funci\u00f3n caracter\u00edstica<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Como se mencion\u00f3 con anterioridad, las funciones caracter\u00edsticas proporcionan una descripci\u00f3n completa del estado termodin\u00e1mico de un sistema. En el caso de sistemas compresibles simples en los que son necesarias dos variables independientes para identificar su estado, las funciones caracter\u00edsticas pueden tomar cualquiera de las siguientes formas:<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/Captura-de-Pantalla-2021-11-26-a-las-10.41.05.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-2314\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"920\" height=\"107\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/Captura-de-Pantalla-2021-11-26-a-las-10.41.05.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-2314\" srcset=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/Captura-de-Pantalla-2021-11-26-a-las-10.41.05.png 920w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/Captura-de-Pantalla-2021-11-26-a-las-10.41.05-300x35.png 300w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/Captura-de-Pantalla-2021-11-26-a-las-10.41.05-768x89.png 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 920px) 100vw, 920px\" \/><\/noscript><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Tomando en cuenta que los fluidos reales tienen propiedades f\u00edsicas similares y sabiendo que la principal diferencia entre ellos depende \u00fanicamente en sus comportamientos dados la presi\u00f3n y la temperatura y en el caso de una mezcla, su composici\u00f3n, se toman estas tres \u00faltimas como las propiedades independientes a partir de las cuales se calculan las dem\u00e1s propiedades.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"propiedades-intensivas-y-extensivas\">Propiedades intensivas y extensivas<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Las propiedades termodin\u00e1micas son utilizadas para dar una descripci\u00f3n de un sistema de manera macrosc\u00f3pica. Una propiedad termodin\u00e1mica es una magnitud f\u00edsica macrosc\u00f3pica que caracteriza el estado de un sistema en equilibrio. En general, las propiedades termodin\u00e1micas se pueden dividir en dos clases generales:<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">   <strong>A)<\/strong> Propiedades intensivas; y<br>   <strong>B)<\/strong> Propiedades extensivas.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Las propiedades intensivas son independientes de la cantidad de masa y pueden variar de un lugar a otro dentro del sistema en cualquier momento. Algunos ejemplos de propiedades intensivas son:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Compresibilidad<\/li><li>Densidad<\/li><li>Entalp\u00eda espec\u00edfica<\/li><li>Entrop\u00eda espec\u00edfica<\/li><li>Capacidad calor\u00edfica espec\u00edfica<\/li><li>Presi\u00f3n<\/li><li>Temperatura<\/li><li>Conductividad t\u00e9rmica<\/li><li>Expansi\u00f3n t\u00e9rmica<\/li><li>Calidad de vapor<\/li><li>Volumen espec\u00edfico<\/li><\/ul>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/7ft6qW2lcnLbit5O_rQOiRAxgV71Lxhhb-1024x684.jpeg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2316\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"684\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/7ft6qW2lcnLbit5O_rQOiRAxgV71Lxhhb-1024x684.jpeg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2316\" srcset=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/7ft6qW2lcnLbit5O_rQOiRAxgV71Lxhhb-1024x684.jpeg 1024w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/7ft6qW2lcnLbit5O_rQOiRAxgV71Lxhhb-300x201.jpeg 300w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/7ft6qW2lcnLbit5O_rQOiRAxgV71Lxhhb-768x513.jpeg 768w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/7ft6qW2lcnLbit5O_rQOiRAxgV71Lxhhb-1536x1027.jpeg 1536w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/7ft6qW2lcnLbit5O_rQOiRAxgV71Lxhhb-272x182.jpeg 272w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/7ft6qW2lcnLbit5O_rQOiRAxgV71Lxhhb.jpeg 1680w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/noscript><figcaption>Imagen 1. Los cuerpos s\u00f3lidos suelen tener mayor densidad que los l\u00edquidos y estos a su vez tienen mayor densidad que los gases.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Por otro lado, las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa presente o del tama\u00f1o o extensi\u00f3n de un sistema. Ejemplos de propiedades extensivas son:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Entalp\u00eda<\/li><li>Entrop\u00eda<\/li><li>Energ\u00eda libre de Gibbs<\/li><li>Capacidad calor\u00edfica<\/li><li>Energ\u00eda interna<\/li><li>Masa<\/li><li>Volumen<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Cabe mencionar que a las propiedades extensivas por unidad de masa se les llama propiedades espec\u00edficas.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/MkM9SOCURsm0Jbp-_LwSC2PHy49knOAls-1024x659.jpeg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2317\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"659\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/MkM9SOCURsm0Jbp-_LwSC2PHy49knOAls-1024x659.jpeg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2317\" srcset=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/MkM9SOCURsm0Jbp-_LwSC2PHy49knOAls-1024x659.jpeg 1024w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/MkM9SOCURsm0Jbp-_LwSC2PHy49knOAls-300x193.jpeg 300w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/MkM9SOCURsm0Jbp-_LwSC2PHy49knOAls-768x494.jpeg 768w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/MkM9SOCURsm0Jbp-_LwSC2PHy49knOAls.jpeg 1469w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/noscript><figcaption>Imagen 2. El volumen es una magnitud m\u00e9trica de tipo escalar definida como la extensi\u00f3n en tres dimensiones de una regi\u00f3n del espacio.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"dependencia-de-las-propiedades-intensivas\">Dependencia de las propiedades intensivas<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Las propiedades intensivas caracter\u00edsticas son las que permiten la identificaci\u00f3n de una sustancia por un valor determinado espec\u00edfico de ellas, por ejemplo, el punto de ebullici\u00f3n y el calor espec\u00edfico de una sustancia.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Existen propiedades intensivas generales que pueden ser comunes a muchas sustancias, por ejemplo el color. Muchas sustancias pueden compartir un mismo color, por lo que \u00e9ste no sirve para identificarlas; aunque puede ser parte de un conjunto de caracter\u00edsticas de una sustancia o material.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Cada una de las partes del sistema tiene el mismo valor para cada una de las propiedades intensivas. Adem\u00e1s, las propiedades intensivas, por las razones expuestas no son aditivas.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Si se divide una propiedad extensiva de una sustancia como lo es la masa entre otra propiedad extensiva como lo es el volumen, se obtendr\u00e1 una propiedad intensiva llamada densidad.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A manera de complemento, revisar los siguientes enlaces:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li><a href=\"https:\/\/www.lifeder.com\/propiedades-intensivas\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Propiedades intensivas: caracter\u00edsticas y ejemplos.<\/a><\/li><li><a href=\"https:\/\/termodinamica.readthedocs.io\/en\/latest\/conceptos_propiedades.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Propiedades<\/a><\/li><li><a href=\"https:\/\/solar-energia.net\/termodinamica\/propiedades-termodinamicas\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Propiedades termodin\u00e1micas<\/a><\/li><li><a href=\"https:\/\/solar-energia.net\/termodinamica\/propiedades-termodinamicas\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">\u00bfQu\u00e9 es la propiedad termodin\u00e1mica? Definici\u00f3n.<\/a><\/li><\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"conclusion\">Conclusi\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Para concluir, en esta clase digital se present\u00f3 el concepto de funci\u00f3n caracter\u00edstica y propiedades independientes. Mencionando que b\u00e1sicamente se pueden definir tres como las propiedades independientes en Termodin\u00e1mica: Temperatura, Presi\u00f3n y Composici\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Se describieron ejemplos de propiedades intensivas y extensivas y se revis\u00f3 la importancia que tiene cada una de estas propiedades en el c\u00e1lculo de estados termodin\u00e1micos. En relaci\u00f3n a la funci\u00f3n caracter\u00edstica, proporciona una descripci\u00f3n completa del estado termodin\u00e1mico de un sistema y es con esta definici\u00f3n con la que se parte para evaluar el comportamiento de sistemas termodin\u00e1micos. Cabe mencionar que, tanto las propiedades extensivas como las intensivas con la caracterizaci\u00f3n m\u00e1s general de las propiedades en Termodin\u00e1mica son la base para que se pueda determinar cualquier estado termodin\u00e1mico de un fluido.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Finalmente, la dependencia de las propiedades intensivas es importante considerarla en el \u00e1rea de Termodin\u00e1mica, ya que son estas propiedades las que incluso son generadas a partir de propiedades extensivas. Adem\u00e1s, una de las caracter\u00edsticas de las propiedades intensivas es que no son aditivas, por lo que no se pueden sumar unas con otras a diferencia de las propiedades extensivas. Se mencion\u00f3 el ejemplo de la generaci\u00f3n de la densidad, como aquella en la cual se divide la masa entre el volumen, siendo esta una de las caracter\u00edsticas de las propiedades intensivas.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Hemos llegado al final de la sesi\u00f3n y no me resta m\u00e1s que felicitarte por llegar hasta esta parte del curso. Te invito a que contin\u00faes con tu proceso formativo realizando la tarea asignada y mandarla como corresponde. Sigue explorando el mundo de la Termodin\u00e1mica para que vayas relacionando procesos en equilibrio en donde se puede aplicar lo revisado en esta clase y pueda ser complementado con las lecturas propuestas al final de esta sesi\u00f3n. Te encuentro pr\u00f3ximamente.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"fuentes-de-informacion\">Fuentes de informaci\u00f3n <\/h2>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Cengel, Y. A., A. Boles A. M. &amp; Mehmet, K. (2019). Termodin\u00e1mica, (9a ed.). McGraw Hill Editores.<\/li><li>Moran, J. M., &amp; Shapiro, N. H. (2008). Fundamentals of Engineering Thermodynamics. (6a ed.). John Willey &amp; Sons, Inc<\/li><\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Introducci\u00f3n \u00a1Hola! \u00a1Qu\u00e9 emoci\u00f3n volvernos a encontrar! Espero que sigas con ese mismo \u00edmpetu de la primera clase y sigas aprendiendo, por lo tanto te invito a iniciar la segunda parte del curso con esta s\u00e9ptima clase titulada Sistemas con volumen como \u00fanico par\u00e1metro y sistemas simples del curso de Termodin\u00e1mica. 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