Variables termodinámicas

De Wikillerato

Las variables termodinámicas son las que caracterizan a un sistema termodinámico pueden clasificarse en varias categorías:

Variables de estado

Son las propiedades macroscópicas, esto es que se refieren al comportamiento global de un número elevado de partículas, y que definen el estado del sistema termodinámico. En Termodinámica Clásica cinco variables de estado fundamentales son el objeto de su interés tales como la concentración (C), la presión (P), el volumen (V) y la temperatura (T), la energía interna (U) y la entropía (S). Además de estas en termodinámicas encontramos variables de estado derivadas de estas fundamentales como la Entalpía (H), Energía libre de Helmholtz (A) y Energía libre de Gibbs (G)

Las propiedades microscópicas, esto es las que describen el comportamiento de las partículas individuales del sistema (moléculas, átomos, iones, electrones etc…) no son objeto de estudio de la Termodinámica Clásica

Variables de transferencia

Una segunda categoría de variables termodinámicas que aparecen en situaciones que involucran cambios de energía son las variables de transferencia. Estas variables tienen valor cero a no ser que ocurra un proceso termodinámico en el cual la energía es transferida a través de la frontera o límite del sistema. Debido a que la transferencia a través del límite de un sistema representa un cambio en el sistema, las variables de transferencia no están asociadas con un estado del sistema sino con un cambio en el estado del sistema. Por ejemplo, el calor es una variable de transferencia, para unas condiciones dadas del sistema no hay un valor definido de calor. Esto es el calor no es una función de estado. Solo se puede asignar un valor al calor (Q) si la energía cruza la frontera del sistema como calor, resultando en un cambio en el sistema. Otra variable de tranferenciatermodinámica es el trabajo (W).

Así mientras las variables de estado son características de un sistema en estado de equilibrio térmico. Las variables de transferencia son características de un proceso en la cual la energía es transferida entre el sistema y su entorno.

Funciones de estado

Son las variables termodinámicas cuyo valor concreto depende más que del estado actual del sistema. Si el sistema evoluciona y pasa de un estado a otro, la variación de una función de estado sólo depende de los estados iniciales y finales y no de los caminos seguidos para realizar el cambio. Por ejemplo: la presión, el volumen (V), la temperatura (T), la energía interna (U), la entalpía (H), la entropía (S), la energía libre de Gibbs (G), etc…son funciones de estado.

Las variables termodinámicas se clasifican en:

Extensivas e Intensivas Las variables extensivas dependen de la cantidad, siendo proporcionales al tamaño del sistema, mientras que las intensivas no de tal forma que su valor es independiente del tamaño del sistema. La densidad es un ejemplo de variable intensiva. La densidad de un cristal de hielo en un iceberg es la misma que la densidad del iceberg entero. El volumen, por otra parte, es una variable extensiva. El volumen de un Océano es muy diferente del volumen de una gota de agua del mar.