SISTEMAS CERRADOS

PREGUNTAS FRECUENTES EN SISTEMAS CERRADOS

 

1) ¿Por dónde empiezo si Sistemas Cerrados me cuesta?

​

Empezá con estas 4 preguntas rápidas:

¿El sistema es rígido o con émbolo (cambia el volumen)?

¿Hay transferencia de calor (Q) o está aislado?

¿Hay trabajo además del de frontera? (agitador, resistencia eléctrica)

¿Qué me piden: estado final, Q, W, trabajo de frontera, x, T, P?

Después armás el “mapa” base:

Balance energético para sistema cerrado:

DeltaU = Q - W

y casi siempre:

DeltaU = m*(u2 - u1)

(si despreciás energía cinética y potencial)

Con eso ya sabés cómo arrancar cualquier ejercicio.

 

2) ¿Cómo sé qué términos del balance puedo despreciar?

​

En la mayoría de parciales se usa:

m*(u2 - u1) = Q - W

porque normalmente:

DeltaEc = 0
DeltaEp = 0

Atajo de examen:

• Si no hay movimiento global (no es un cohete, ni flujo) -> Ec y Ep se desprecia.

• Si es un tanque o pistón común -> trabajás solo con u, Q y W.

 

3) ¿Qué tipos de trabajo aparecen en sistemas cerrados?

​

En sistemas cerrados suelen aparecer 3 trabajos:

1. Trabajo de frontera (por cambio de volumen):
   Wb = integral(P dV)

Casos típicos:

• Si P constante -> Wb = P*(V2 - V1)

• Si V constante (recipiente rígido) -> Wb = 0

1. Trabajo de eje (agitador / paletas):
   Wshaft = trabajo que entra por un eje (no depende de dV)

2. Trabajo eléctrico (resistencia dentro del sistema):
   Welec = V.I.t

Atajo clave:
Si el enunciado dice “agitador” o “resistencia”, eso es trabajo, aunque el volumen no cambie.

 

4) ¿Cómo sé si el sistema hace trabajo o si le hacen trabajo a él?

​

Regla simple:

• Si el sistema se expande (V aumenta) -> el sistema hace trabajo -> Wb positivo (sale energía como trabajo)

• Si el sistema se comprime (V disminuye) -> le hacen trabajo -> Wb negativo

En el balance:
DeltaU = Q - W

O sea:
Si W aumenta, el sistema pierde energía (si Q no compensa).

Truco de consistencia:
Si le agregás calor y el gas se expande, lo normal es que:
Q > 0 y Wb > 0

 

5) ¿Qué errores típicos hacen que me dé mal el resultado?

​

Los más comunes son:

Confundir u con h:

• En sistema cerrado se usa u (energía interna).

• h aparece más en flujo (sistemas abiertos), aunque a veces se usa como atajo en P constante.

• ​

Olvidar que si el recipiente es rígido:
Wb = 0

Usar Celsius donde van Kelvin en gases o Z.

​

No ubicar bien el estado en tablas:

• líquido comprimido

• mezcla saturada

• vapor sobrecalentado

No calcular calidad cuando estás dentro de curva de saturación.

Sumar mal los trabajos:
en un mismo problema puede haber Wb + Wshaft + Welec.

 

6) ¿Cómo se resuelven rápido los problemas típicos de pistón y recipiente rígido?

​

Método rápido universal:

1. Identificá el tipo de sistema:

• rígido -> V constante -> Wb = 0

• pistón -> puede haber Wb

1. Ubicá el estado 1 con tablas.

2. Deducí el proceso:

• P constante

• V constante

• hasta tope (cambia de proceso)

• cambio de fase

1. Usá el balance:
   m*(u2 - u1) = Q - Wtotal

Donde:
Wtotal = Wb + Wshaft + Welec

1. Hallás estado 2 con la condición final (P2, V2, T2, x2, etc.)

 

7) ¿Cómo sé si el ejercicio es “Sistemas Cerrados” o ya es “otro tema”?

Si el problema gira alrededor de:

DeltaU = Q - W
u1, u2 (tablas)
pistón, recipiente rígido
trabajo de frontera, agitador, resistencia
cambio de fase dentro de un recipiente

Entonces es SISTEMAS CERRADOS.

​

Si aparece:

flujo continuo
entradas y salidas de masa
turbinas, compresores, boquillas
m_dot (caudal másico)

Entonces ya es SISTEMAS ABIERTOS (volumen de control).