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.
