Variables termodinámicas

Variables termodinámicas son magnitudes macroscópicas fácilmente medibles que permiten caracterizar el estado de un sistema termodinámico. Estas magnitudes son diferentes dependiendo del tipo de sistema que queramos describir; no es lo mismo describir el comportamiento de un imán, o de una galaxia, o de un ser vivo. Para describir cada uno de estos sistemas es necesario emplear un conjunto diferente de magnitudes.

En las situaciones que trataremos a lo largo de estas páginas supondremos que el sistema objeto de estudio se encuentra equilibrio termodinámico:

Es aquel estado interno de un sistema en el que las variables termodinámicas que lo describen no experimentan cambios macroscópicos.

En esta situación las variables termodinámicas que describen un sistema están bien definidas.

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Cuando se analizan las transformaciones que experimenta un gas encerrado en un recipiente su estado se describe mediante las siguientes magnitudes:

    • Masa (m): La expresaremos en kilogramos (kg) o en número de moles (n).
    • Volumen (V): Lo expresaremos en metros cúbicos (m3).
    • Presión (p): la que ejerce el gas sobre las paredes del recipiente que lo contiene. La expresaremos en pascales (Pa)
    • Temperatura (T): Generalmente la expresaremos en kelvin (K) o en grados centígrados (0C).


En esta página encontrarás un breve resumen de las unidades básicas del Sistema Internacional.

Así mismo, pueden definirse otras magnitudes termodinámicas que relacionan grupos de variables termodinámicas. Estas magnitudes se denominan funciones de estado. Su valor depende únicamente del estado de un sistema y no de cómo el sistema llegó a dicho estado.

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Dependiendo de cómo varían con el tamaño del sistema que describen, las variables termodinámicas pueden ser extensivas o intensivas:

    • Variables extensivas: su valor depende del tamaño del sistema. Por ejemplo: volumen, masa,
    • Variables intensivas: su valor es independiente del tamaño del sistema. Por ejemplo: temperatura, densidad, presión.

Para distinguir de una manera sencilla los dos tipos de variables puedes hacer el siguiente experimento mental:

Imagina un gas encerrado en un recipiente como el mostrado en la figura superior. El gas se encuentra a una presión p, ocupa un volumen V y está a una temperatura T. Si colocas una pared en medio del recipiente, ¿qué valor tienen ahora estas variables a cada lado del mismo? Si su valor no varía entonces la variable es intensiva; en caso contrario la variable será extensiva.

En equilibrio termodinámico, las variables de estado (por ejemplo p, V, T) se relacionan entre sí mediante la ecuación de estado. Hasta ahora no se ha encontrado una única ecuación de estado que sirva para describir el comportamiento de todas las sustancias en todas las condiciones, por lo que dependiendo del caso se debe emplear una ecuación de estado diferente.

La página Variables termodinámicas ha sido originalmente publicada en YouPhysics

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