SISTEMAS MATERIALES

TIPOS DE SISTEMAS MATERIALES

Para estudiar los sistemas materiales, podemos clasificarlos considerando distintos criterios, es decir, según donde centremos nuestra observación:

a. según los cambios de materia y energía con el medio ambiente;

b. según las propiedades intensivas de la materia.

Clasificación de los sistemas materiales según su intercambio de materia o energía con el medio ambiente

Este criterio permite distinguir entre sistemas abiertos, cerrados y aislados.

Un sistema material es abierto cuando permite el intercambio de materia y energía con el medio ambiente. Por ejemplo, si colocamos agua fresca en un recipiente destapado, al cabo de un tiempo, el agua se va evaporando y pasa al medio que la rodea, es decir que se produce un intercambio de materia con el medio. Además varía su temperatura (adquiere la temperatura del ambiente) debido a que intercambia energía con el medio.

Un sistema material es cerrado cuando solamente puede intercambiar energía con el medio ambiente. Por ejemplo, si el recipiente con agua estuviera tapado, el agua no puede evaporarse al medio, ya que se lo impide la tapa (no intercambia materia). Pero sí adquiere la temperatura del ambiente (intercambia energía).

Un sistema material es aislado cuando no intercambia materia ni energía con el medio ambiente. Por ejemplo, si se coloca agua en un termo.

La realidad no siempre responde estrictamente a la definición. No existen paredes absolutamente aislantes, que impidan totalmente el intercambio de energía con el medio. 

Clasificación de los sistemas materiales según sus propiedades intensivas

¿Recuerda cuando estudiamos las propiedades intensivas de la materia? Entonces, ¿podría completar su definición?

Las propiedades intensivas son:

…………………………………………………………………………….

Si consideramos estas propiedades, podemos realizar otra clasificación de sistemas materiales. De esta manera, distinguiremos sistemas homogéneos y heterogéneos.

Sistema homogéneo. Se denomina así cuando las propiedades y composición de la materia son iguales en cualquier punto del sistema. No presenta superficie de separación. Por ejemplo: aire; alcohol disuelto en agua.

Sistema heterogéneo. Se denomina así cuando las propiedades y composición de la materia no son iguales en cualquier punto del sistema. Está formado por dos o más porciones diferentes, separadas por superficies definidas, a través de las cuáles las propiedades cambian bruscamente. Por ejemplo: aceite y agua; piedra y arena.

Un sistema puede ser homogéneo a simple vista y heterogéneo si lo observamos detalladamente a través del microscopio. Por ejemplo, si observamos la sangre humana con un microscopio vemos que tiene glóbulos rojos diferenciados del suero.

Por lo tanto, la homogeneidad y heterogeneidad de un sistema será establecida mediante el microscopio óptico. Con este instrumento se visualizan partículas muy pequeñas (de hasta 10-4 cm de diámetro).

Fases y componentes de un sistema material

Si observamos un sistema heterogéneo formado por sal común y arena como el del siguiente dibujo,

vemos que hay porciones que tienen las mismas propiedades: las porciones formadas por sal o aquellas formadas únicamente por arena.Y otras que tienen distintas propiedades: la sal tiene propiedades distintas a la arena.

Las porciones que tienen las mismas propiedades, por definición, son sistemas homogéneo, y se las denomina fases del sistema. En el ejemplo que estamos analizando, el sistema tiene dos fases, una formada por la sal y la otra por la arena. De esta manera, podemos decir que las fases de un sistema material son las distintas porciones homogéneas que lo forman.

Los componentes del sistema son las distintas sustancias que lo constituyen. Siguiendo con el ejemplo, el sistema tiene dos componentes: la sal y la arena.

Si tenemos un recipiente cerrado con agua en estado líquido, solido (hielo) y gaseoso (vapor de agua)

¿Cuántas fases hay en este sistema?

¿Cuántos componentes tiene?

Este sistema esta formado por tres fases: agua líquida, hielo y vapor de agua. En cambio, posee un solo componente: la sustancia agua.

Considerando el numero de fases de un sistema material, podemos decir:

Sistema homogéneo: es aquel formado por una sola fase.

Sistema heterogéneo: es aquel formado por dos o más fases.