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Mapa Mental: Sistemas y entornos

Contenido del mapa

Sistemas y entornos — Tú encierras una parte del mundo para estudiarla. Lo que cruza el borde decide la energía.
- Palabras clave — Las tres ideas para saber dónde estás mirando.
  - Sistema — La parte del universo que eliges estudiar. Es una elección, no algo fijo.
  - Entorno — Todo lo que no es el sistema, pero puede empujar o dar energía.
  - Frontera — El borde real o imaginario que separa sistema y entorno.
    - Ejemplo: cuarto — Aire caliente es sistema, paredes son frontera. Si abres la ventana, el calor se escapa.
- Trabajo y energía — Cómo la frontera decide si la energía entra, sale o se conserva.
  - Fuerza interna — Actúa dentro del sistema. Solo transforma energía, no cambia el total.
  - Fuerza externa — Viene del entorno. Hace trabajo y sí cambia la energía total.
  - Balance clave — E_final - E_inicial = W_externo. El trabajo externo cambia el total.
    - Si W = 0 se conserva — No entra ni sale energía. Se cumple E_inicial = E_final.
    - Si W es distinto de 0 — El sistema gana o pierde justo esa cantidad de energía.
- Tipos de sistema — Se clasifican según lo que cruza la frontera.
  - Aislado — No cruza materia ni energía como trabajo. Ideal para conservar.
    - Ejemplo — Libro más Tierra si ignoramos el aire.
  - Cerrado no aislado — No cruza materia, pero sí puede entrar o salir energía como trabajo.
    - Ejemplo — Solo el libro; la Tierra desde fuera le hace trabajo.
  - Abierto — Entra y sale materia y energía. Es el más difícil de balancear.
    - Ejemplo — Motor de auto: entra gasolina y aire, sale calor y movimiento.
- Elige bien el sistema — Tu elección cambia quién hace trabajo y simplifica el cálculo.
  - Agranda si conviene — Incluir más cosas convierte trabajo externo en energía interna.
  - Caso A: libro + Tierra — La gravedad queda dentro. Es aislado y se conserva la energía.
  - Caso B: solo libro — La gravedad es externa y hace trabajo. Da el mismo resultado.

En física tú decides dónde poner la lupa. Encierras con un círculo una parte del mundo para estudiarla y eso es el sistema. Todo lo que queda fuera es el entorno y el borde que los separa es la frontera, que puede ser real como las paredes de una botella o imaginaria como un círculo dibujado en el aire.

Lo que cruza esa frontera decide la energía. El trabajo es la energía que cruza porque el entorno empuja o tira del sistema. Si la fuerza está dentro del sistema es interna y solo transforma la energía de un tipo a otro. Si viene del entorno es externa, hace trabajo y cambia el total según el balance E_final - E_inicial = W_externo. Si no hay trabajo externo, la energía se conserva.

Según lo que puede cruzar hay tres tipos de sistema: aislado, cerrado no aislado y abierto. Elegir bien el sistema facilita el problema. Agrandar el sistema suele convertir el trabajo externo en energía interna y permite usar conservación directamente, como se ve al comparar libro más Tierra con solo el libro.