Sistemas termodinámicos abiertos Clase-1.

De Foro de Horacio Castellini

Se define como sistema abierto a aquél en el cuál existe intercambio de masa con su entorno, donde se distingue entorno a todo aquello que no pertenece al sistema, como se aprecia en la figura superior.
Nota: En esta publicación se usarán cantidades molares parciales a menos que se diga lo contrario y serán todas en minúscula. Como se ve en la parte superior de la figura.
El primer principio de la termodinámica para sistemas abiertos (1) tiene en cuenta además la variación de energía interna requerida para tener un flujo neto de materia intercambiada por el sistema, donde h es la entalpía molar, m_o la masa saliente y m_i la masa entrante.
El segundo principio de la termodinámica para sistemas abiertos (2) permite extender la definición de entropía, donde W_l es la pérdida de trabajo causada por procesos irreversibles. Luego un proceso es reversible si:

1. Es adiabático
2. No tiene procesos irreversible
3. El intercambio de entropía por transporte de masa es nulo

La tercera ley de la termodinámica o también conocida como Teorema de Nerst (1906) dice que en cualquier reacción química que involucre a sustancias puras a T=0 Kelvin el cambio de entropía es cero (3), donde el supra-índice se refiere a sustancais puras.
La variación de entropía causada por un cambio de fase está dada por la fórmula (4), luego en el caso que hubiere un cambio de fase la entropía estándar ó entropía de una sustancia pura a 298 Kelvin viene dada por (5). En el caso de una reacción química (6) la variación molar de la entropía estándar vendrá dada por (7).