PROPIEDADES DE UN SISTEMA
A una característica de un sistema se le llama propiedad. Ej: presión,
temperatura, volumen, masa, etc. Las propiedades de un sistema se diferencian
en dos grupos:
1) Propiedades Intensivas Son aquellas que no dependen de la masa del
sistema, como son, temperatura, presión y densidad. Es decir, si pudiéramos
aislar muchas partes del sistema y pudiéramos medir estas propiedades en dichas
partes tendríamos siempre la misma medida. Por ejemplo, si estamos midiendo
densidad no importa si tomamos un poco de masa o mucha porque de todas formas
va a ser la misma densidad en ambos casos ya que esta no depende de la cantidad
de masa a la cual midamos densidad sino de la cantidad que exista de ella en
cierta cantidad de volumen, la cual permanece siempre constante.
2) Propiedades extensivas Son aquellas que dependen de la masa o
extensión del sistema como son la misma masa y el volumen. Si medimos la
propiedad masa de un sistema tendremos que si medimos cierta cantidad de masa
tendremos cierta medida, pero si duplicamos la cantidad de masa tendremos
también el doble en la medición, es decir, la medida de la masa depende de la
cantidad, propiedad extensiva.
Densidad y densidad relativa
La densidad se define como la masa por unidad de volumen
ρ= m/V (Kg/m3)
El reciproco de la densidad es el volumen especifico
v = V/m = 1/ ρ
En los líquidos el volumen varía mucho con la temperatura y poco con la
presión, y lo mismo ocurre con su densidad. Cuando aumenta la temperatura
aumenta el volumen y, si no varía la masa, disminuye el valor de la densidad.
Por ello en las tablas de densidades debe especificarse la temperatura a la que
se determinó cada valor de densidad del líquido. Y si la medimos también hay
que tener en cuenta la temperatura del líquido en el momento de la medición.
Como los gases son muy compresibles, además de la temperatura también ha de
especificarse la presión absoluta a la cual se determinó su densidad.
La mayoría de tablas de densidades de sólidos y líquidos, vienen
expresadas en los manuales en unas unidades mas prácticas que los kg/m3 arriba
mencionados, porque, en los líquidos, con kg/m3 se obtendrían valores muy
grandes.
Por eso suelen encontrarse en múltiplos o submúltiplos de las unidades
fundamentales, cosa que también autoriza el SI. Las tablas usan muchas veces
kg/dm3, y también g/cm3. El valor numérico en ambos casos coincide, porque 1
kg/dm3= 1000g/1000cm3 = 1 g/cm3
En los líquidos y sólidos las densidades se expresan, a veces, a 0ºC, y
otras a 15,6ºC (60ºF), o a 15ºC, o a 20ºC. En los gases suelen darse: en Europa
a 0ºC de temperatura y a 760 mm de columna mercurio de presión absoluta, que
son las denominadas «condiciones normales» en Europa; y en
Estados Unidos a 60ºF y 14,70 psia que son las que ellos llaman
«standard conditions». Nótese que:
(760 mm Hg abs = 101,3 kPa abs = 1,013 bar abs =14,70 psia),
Un concepto
muy distinto al anterior es la «densidad relativa», que se define como «el
cociente entre la densidad de un cuerpo y la de otro que se toma como unidad»,
y yo añado: siempre y cuando ambas densidades se expresen en las mismas
unidades y en iguales condiciones de temperatura y presión.
Peso específico Es el peso de un volumen unitario de una sustancia. Se
simboliza con la letra del alfabeto griego gamma.
ϒ= ρ . g = densidad. Gravedad (N/m³, lbf/ft³)
Gravedad específica o Densidad relativa Es el cociente de la densidad de
una sustancia entre la densidad de alguna sustancia estándar a una temperatura
especificada. En general, la sustancia estándar es agua a 4ºC. Se simboliza con
la letra S mayúscula.
S = ρ_sustancia / ρ_agua a 4ºC = r_sustancia / r_agua a 4ºC
Sustancia pura
Sustancia pura es un material formado por un sólo constituyente, en
oposición a una mezcla. Sustancia pura no significa sustancia químicamente
pura: sustancia pura es la que, en el intervalo de propiedades estudiado, no se
separa en sus componentes. Por ejemplo, en procesos físicos (calentamiento o
enfriamiento, compresión o expansión) a temperatura ambiente o superior, el
aire puede considerase una sustancia pura; pero en procesos químicos
(reacciones de combustión) o a bajas temperaturas (cuando se forma aire líquido
al licuarlo), es necesario considerar el aire como una mezcla de sus
componentes (oxígeno, nitrógeno, etc.).
con la intención de repasar los conceptos vistos y empezar
la introducción a la termodinámica sugerimos ver el
siguiente vídeo:
