SistemasCapítulo 4

Propiedades intensivas son aquellas que no dependen de la cantidad de materia, (por ejemplo la temperatu-ra, la densidad, punto de ebullición).

Fig. 1. Ejemplos de sistemas

ab

c

Si queremos estudiar una parte del Universo debemos establecer en forma clara y precisa sus límites. Estos límites pueden ser reales o imaginarios.

Un sistema es una parte del Universo que se delimita en forma real o imaginaria para su estudio y control.

Clasificación de sistemas

Primer criterio de clasificación. Según la interacción entre el siste-ma y el ambiente un sistema se puede clasificar en:

• abierto, el que intercambia materia y energía con el ambiente (fig. 1a).

• cerrado, el que intercambia energía pero no materia con el am-biente (fig. 1b).

• aislado, el que no intercambia ni energía ni materia con el am-biente (fig. 1c).

Segundo criterio de clasificación. Según el aspecto del sistema, es decir, si se observa en él una o varias zonas.

A cada una de estas “zonas” se le llama fase.

FASE es cualquier porción de un sistema en la que cada propie-dad intensiva tiene un único valor.

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De acuerdo a este criterio un sistema se puede clasificar en:• sistema homogéneo, el que tiene una fase (monofásico) (fig. 2)• sistema heterogéneo, el que tiene dos o más fases (polifásico)

(fig. 3)

Analicemos algunos ejemplos.

Sistema: pecera. En él podemos apreciar varias zonas: una líquida (el agua), varias sólidas (plantas, piedras, peces) y una zona gaseosa (burbujas de aire). Es decir, este sistema tiene varias fases y por lo tanto se clasifica como heterogéneo.

Sistema: muestra de agua potable. En él podemos apreciar una fase líquida, por lo tanto se clasifica como sistema homogéneo.

Al medir una propiedad intensiva, por ejemplo la densidad, su valor es el mismo en todas las partes del líquido.

Sistema: agua con hielo. Este sistema se clasifica como heterogéneo porque tiene dos fases: agua líquida y agua sólida.

Al medir la densidad en cada una de sus fases resultan valores dife-rentes, sin embargo solo hay agua.

Interpretación de sistemas usando el modelo discontinuo

Sistemas homogéneos

Al observar una muestra de agua visualizamos una sola fase. Teniendo en cuenta el modelo de partículas propuesto considera-

remos que las partículas de agua son iguales entre sí y se encuentran suficientemente juntas, de manera tal, que se observa un sistema ho-mogéneo (fig.4).

En una muestra de aceite también visualizamos una sola fase, por lo tanto consideraremos que la representación es similar a la realizada para el agua, teniendo en cuenta que las partículas son diferentes en cada uno de los líquidos (fig.4).

Sistema heterogéneo

Para representar un sistema formado por agua y aceite, en el que se visualizan dos fases, debemos considerar que:

• las partículas de aceite son diferentes a las partículas de agua• las partículas de agua y aceite no se mezclan (fig.5)

Fig.4. Sistemas homogéneos.

Fig. 5 Sistema heterogéneo.

Fig.2 Los sistemas homogéneos tienen una fase. Son monofásicos.

Fig. 3. Los sistemas heterogéneos están formados por dos o más fases.

Agua Aceite

Representa una partícula de agua. Representa una partícula de aceite.

Representa una partícula de agua. Representa una partícula de aceite.

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Aplicaciones y problemas

1) Una botella cerrada contiene agua mineral sin gas. Clasifica este sistema de acuerdo a los dos criterios estudiados.

2) María Eugenia tiene un tubo de ensayo tapado que contiene un lí-quido coloreado hasta aproximadamente la mitad de su capacidad.

Ayúdala a clasificar el sistema según el número de fases observadas: a) considerando solo el líquido coloreado b) considerando todo el contenido del tubo (desde el fondo hasta

el tapón) (fig.1).

3) a) Elige un ejemplo de sistema homogéneo y otro ejemplo de siste-ma heterogéneo.

b) Represéntalos utilizando el modelo discontinuo de la materia.

4) Considera los siguientes sistemas (fig.2): matraz conteniendo agua y aceite, olla de aluminio, vaso de Bohemia con arena y pedregullo, ja-rra con vino, vaso conteniendo hielo y agua, candelabro de bronce.

a) Clasifícalos según el número de fases. b) Elige dos ejemplos y represéntalos con el modelo de partículas.

5) Analiza la siguiente expresión: “Todos los sistemas heterogéneos tienen dos constituyentes” Argumenta sobre la validez de la misma y ejemplifica para reforzar

tu posición.

6) Se sirve té en un vaso, se le agrega azúcar y luego se agita con una cucharita.

a) Analiza cómo puede quedar el sistema. b) Indica en cada caso cómo clasificas el sistema según el número

de fases.

7) Completa el cuadro

Fig 1 Ejercicio 2

Fig 2 Ejercicio 4

SISTEMA Nº DE FASES CLASIFICACIONAlcohol y aguaHielo fundiendoArroz y harinaTierra y trozos de hierroJugoTang preparadoAzúcarGrasa y aguaAgua y vinoArena, sal fina y pedregullo

Actividades

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8) a) La masa para hacer una torta ¿se puede clasificar como sistema homogéneo o heterogéneo? Argumenta tu respuesta.

b) Si la masa fuera para preparar un budín con chispas de chocola-te ¿sería diferente la clasificación? Explica.

9) Completa el cuadro:

SISTEMARepresentación con el modelo de partículas

Clasificación

Nº de fases

Constituido por TITANIO

Clasificación

Nº de fases

Constituido por BROMO gaseoso

Clasificación

Nº de fases

Constituido por

Clasificación

Nº de fases

Constituido por NAFTALINA sólida y líquida

Clasificación

Nº de fases

Constituido por ALCOHOL y ACEITE

Clasificación

Nº de fases

Constituido por SULFATO CÚPRICO y AGUA

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Investiga y reflexiona

10) Si tuviéramos que indicar el número de fases en la mayonesa o en la manteca, sin duda, diríamos una; en consecuencia las clasifica-ríamos como sistemas homogéneos. Sin embargo, al observarlas al microscopio se ven heterogéneas (fig.3).

Investiga: • cuál es el aspecto de cada sistema al observarlos con un

microscopio. • cuál es el criterio riguroso establecido convencionalmente para

clasificar sistemas en homogéneos y heterogéneos.

11) La basura doméstica es muy variada, heterogénea. Clasificarla es una forma de separar sus constituyentes siendo muchos de ellos re-ciclables. Investiga:

• cuáles son los residuos más frecuentes • cuáles se pueden reciclar • cómo se debe proceder para descartarla en forma adecuada

(fig.4) Piensa sobre la conveniencia del tratamiento y clasificación de la

basura en una comunidad, su relación con la contaminación y la posibilidad de ahorro en base al reciclado.

La lectura final hace referencia a dos artículos de un periódico que te permitirán reflexionar sobre la necesidad de clasificar la basura.

Fig. 4. Ejercicio 11

Fig. 3. Ejercicio 10

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Ampliando el horizonte...

Clasificar es amarIntervencionesurbanasparareflexionarsobrelabasuraysuproceso.

“BasuramaeslaformaqueencontróuncolectivodelaEscueladeArquitecturadeMadridparareflexionaryactuardeformadivertidasobrelabasuraylosprocesosdedesecho.

Lasemanapasada,invitadoporelCentroCulturaldeEspañayenmarcodelagiraMer-cosur,elgrupoestuvoenMontevideoyconociólosvertederosdebasuradelaciudad.Conversóconclasificadoreseinstalósubasemóvilendistintospuntosdelacapital:uncarritodechorizosyunaplazadecartónendonderealizaronsusacciones.

Enellugarenqueuncarrodechorizosllevaríasunombre,estecarroquenoven-denadaportalaleyendaClasificaresamar.[...]

Durantelatardesevanpegandoenelcartónmuchossignosdepesos.SonrecortesdecintaplásticaadhesivadecolorblancoconlosqueBasuramanosdicequelabasuraesdinero.[...]

Distribuidasalazarsobrela“plaza”hayalgunasbolsasnegras,gordas,llenasdealgoquepodríasermuchabasuraperoquesoloesunarepresentación.LossignosdepesosseparecenalosqueteníanlasbolsasdeTíoRico,aquellasquerellenabademonedasdeoro.

ParaBasurama,todoconsumoimplicaundesecho….“Lafeenelprogresoyeldesarrollonosvuel-veciegosalorigendelproblemadelageneracióndebasura.”

Basurama,queaestaalturaesunproyectomultidisciplinario,realizaforosdereflexiónanualesyactualizapermanentementeunapáginaWeb(www.basurama.org)conmuchainformaciónsobretodaslasaristasdeltema,nosoloenEspañasinotambiéndelasciudadesquevaconociendo(Méxi-co,Miami,SantoDomingo,BuenosAires,CórdobayMontevideo)yconlasqueestrechacontacto”.

Extraída y adaptada de “Clasificaresamar”SilvanaBurgell(LaDiaria-17demarzode2009)(fig.2)

Un periódico uruguayo publicó dos artículos con el fin de acercarnos a un problema , para reflexionar y buscar una solución urgente al mismo.

Desechos didácticosEsteveranosedesarrollaronjuegosambientalesenlasplayasuruguayas.

“Nosetratódejugarconlabasurapropiamentedichasinodeaprender,jugandoconfigurasdepolifónquerepresentandistintostiposdeanimalesydedesechos,sobreelmodoenquenuestrasconductasafectanalmedioambienteylosecosistemas.

LapropuestaformópartedelprogramaAmbientartepropuestoporlaONGElAbrojoyserealizóenplayasuruguayashastamediadosdemarzo”.

Losdesechoscontaminantesdepolifónrepresentanyerba,zapatos,bolsas,etc.Losniñosjugaronconlosanimalesdepolifónaprendiendosusnombresyareconocerlosque

pertenecenaeseecosistema.Enotrojuego,compitieronenequiposyusandoguantesdegomadescartables,recogieronla“ba-

sura”queluegopesaronparadefinirelgrupoganador.

Extraída y adaptada de “Desechos didácticos” Florencia Rivas (La Diaria- 17 de marzo de 2009) (fig.1)

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