Sistemas

Para efectuar un análisis de sangre un bioquímico necesita extraer una muestra. La misma es su objeto de estudio y constituye un sistema material. Para estudiar las propiedades del agua contenida en un vaso, es suficiente tomar una muestra de la misma, la cual constituye otro sistema material. Lo mismo podemos decir de un trozo de oro, o de una botella con agua mineral, o de la propia botella.

En general:

Todo aquello que sea de nuestro interés específico, es un sistema material.

Entonces podemos decir que:

Todo cuerpo o conjunto de cuerpos que es objeto de nuestro estudio es un sistema material.

Otra manera de definir sistema material:

Sistema material: parte del universo que se aísla para su estudio y control.

Los sistemas materiales pueden clasificarse desde dos puntos de vista:

1- Según su interacción con el medio que los rodea

Sistemas abiertos:

Son aquellos que intercambian materia y energía (en general en forma de calor) con el medio que los rodea.

Ejemplo:

Un frasco abierto que contiene perfume, permite el intercambio de su vapor (masa) con el medio ambiente a través de la boca y de calor (energía) por las paredes de la botella.

Sistemas cerrados:

Son los que no intercambian materia, pero sí energía con su entorno.

Ejemplo:

Si ahora cerramos el frasco con un tapón, impedimos que los vapores de los componentes del perfume se escapen hacia el exterior. Ahora tenemos un sistema cerrado, dado que no hay intercambio de materia con el medio ambiente aunque pueda intercambiar energía en forma de calor.

Sistemas aislados:

Son aquellos que no intercambian ni materia ni energía con el medio ambiente.

Ejemplo:

Si a al frasco lo aislamos rodeándolo con una cubierta aislante, estamos en presencia de un sistema aislado. Este sería el caso de un termo.

2- Según las propiedades de la materia

Sistemas homogéneos:

Son aquellos en los que sus propiedades intensivas no cambian a lo largo de todo el sistema, es decir, cualquier porción del sistema tiene los mismos valores de sus propiedades intensivas que el resto.

Podemos decir que un sistema homogéneo es uniforme y no presenta ningún límite de separación.

Homo: significa igual o idéntico.

Ejemplo:

Supongamos que tenemos un recipiente con agua y extraemos una muestra del líquido con el objetivo de determinar su punto de ebullición normal. Al efectuar la determinación observamos que el valor obtenido es 100°C. Si hacemos lo mismo con otra muestra extraída  del mismo recipiente, también encontraremos el mismo resultado. Es evidente que cualquiera sea la muestra de agua que tomemos, el punto de ebullición es el mismo. Es más: cualquier otra propiedad intensiva que determinemos, como por ejemplo la densidad, es la misma en todo el sistema. Decimos que la muestra de agua contenida en el vaso es homogénea.

Otros ejemplos de sistemas homogéneos:

-Un trozo de oro puro.

-Una muestra de agua salada.

-El gas contenido en una garrafa.

Sistemas heterogéneos:

Son aquellos en los cuales los valores de las propiedades intensivas varían según la porción de sistema que se esté considerando.

Hetero: significa diferente o distinto.

Ejemplo:

Si al recipiente con agua del ejemplo anterior, le agregamos unas gotas de aceite, veremos que éste flota en el agua. Esto se debe a que a densidad del aceite es menor que la del agua. El sistema dejó de ser homogéneo, porque el aceite no tiene las mismas propiedades intensivas que el agua.

Otro ejemplo:

Una bebida enfriada con cubitos de hielo es otro ejemplo de un sistema heterogéneo, porque las propiedades intensivas del hielo son distintas que las de la bebida.

Los ejemplos que hemos estudiado nos muestran que los sistemas heterogéneos no son uniformes, sino que presentan partes separadas por superficies de discontinuidad bien definidas.

Cada una de esas partes que tiene iguales valores de las propiedades intensivas, constituye una fase del sistema.

Fase:

Es cada porción de un sistema material con iguales valores de sus propiedades intensivas.

Podemos afirmar que:

Todo sistema homogéneo está constituido por una sola fase (monofásico).

Todo sistema heterogéneo tiene dos o más fases (polifásico).

Es común que tu profesor te pida que clasifiques diferentes sistemas. Por eso, para terminar, te ofrecemos algunas preguntas que podrías plantearte en el momento de clasificar un sistema determinado y que  pueden servirte como guía para esa tarea.

Texto  extraído y adaptado del libro "Química básica" de Di Risio, Roverano, Vazquez.