Analisis y Diseño de Sistemas
viernes, 9 de agosto de 2013
jueves, 1 de agosto de 2013
ENTROPIA
- Desigualdad de Clausius
La desigualdad de Clausiu es una relacion entre las temperaturas de un numero arbitrario de fuentes tecnicas de fuentes termicas y las cantidades de calor entregados o absorbidas por ellas, cuando una sustancia se le hace recorrer un proceso ciclico arbitrario durante el cual intercambie calor con las fuentes. Esta desigualdad viene dada por:
dQ / T <=0
- Entropia
En la desigualdad de clausius no se han impuesto restricciones con respecto a la reversibilidad o no del proceso, pero si hacemos la restricción de que el proceso sea reversible podemos ver que no importa el camino que usemos para recorrer el proceso, el cambio de calor dQ va a hacer igual en un sentido o en otro por lo que llegaremos a que:
dQ/T=0
como estamos imponiendo que usemos un camino cualquiera esta diferencial es una diferencial exacta y diremos que representa a una función de estado S que puede representarse por dS. Esta cantidad S recibe el nombre de Entropia del sistema y la ecuación:
dQ/T=dS
establece que la variacion de entropia de un sistema entre dos estados de equilibrio cualesquiera se obtiene llevando el sistema a lo largo de cualquier camino reversible que una dichos estados, dividiendo el calor que se entrega al sistema en cada punto del camino por la temperatura del sistema y sumando los coeficientes asi obtenidos.
En la practica, generalmente los procesos no son del todo reversibles por lo que la entropia aumuenta, no es conservativas y ello es en gran parte el misterio de este concepto.
Características asociadas a la entropia
- La entropia se define solamente para estados de equilibrio
- solamente pueden calcularse variaciones de entropia. En muchos problemas practicos como el diseño de una maquina a vapor, donde se supone que la entropia es cero . Asi se calculan las tablas de vapor, donde se supone cero la entropia del agua cuando se encuentra en fase liquida a 0'C y presion de 1 atm.
- La entropia de un sistema en estado de equilibrio es unicamente funcion del estado del sistema, y es independiente de su historia pasada. La entropia puede calcularse como una funcion de las variables termodinámicas del sistema, tales como la presión y la temperatura o la presión y el volumen.
- La entropia en un sistema aisladoque contenga 2 secciones separadas con gases a diferentes presiones. Al quitar la separacion ocurre un cambio altamente irreversible en el sistema a equilibrarse las dos presiones. Pero el mediano ha sufrido cambio durante este proceso, asi que su energia y su estado permanecen constantes, y como el cambio es irreversible la entropia del sistema a aumuentado.
Transferencia de Entropia
La entropia esta relacionada con la aleatoriedad del movimiento molecular(energia termica), por esto, la entropia de un sistema no decrece si no hay cierta interacción externa. Ocurre que la unica manera que el hombre conoce de reducir la energia termica es transferirla en forma de calor a otro curpo, aumentado asi la energía termica del segundo cuerpo y por ende su entropia.
Por otro lado transfiriendo energia termica es posible reducir la entropia de un cuerpo. Si esta transferencia de energia es reversible, energia total permanece constante, y si es irreversible la entropia aumenta.
De lo anterior se concluye que el calor es un flujo de entropia. En el caso de la transferencia de energia mecánica, de trabajo no hay un flujo directo de energia.
En el siguiente video se explica ENTROPIA
miércoles, 31 de julio de 2013
COMPONENTES DE UN SISTEMA
Un sistema se puede considerar como una parte del universo, aislado del resto, que consta de una serie de componentes que lo identifican y diferencian.
- Componentes Estructurales: determinan de la organización espacial del sistema
- Frontera: Limite real o imaginario que separa un sistema de su entorno, algunos ejemplos son la membrana celular, la piel o la linde de un bosque. La frontera debe considerarse mas como una zona de intercambio que con barrera.
- Elementos: Son los constituyentes del sistema y que se pueden cuantificar, como las especies vegetales de un bosque. Un tipo especial de elementos son los depósitos, donde las reservas de los componentes que proporcionan materia, energía o información.
- Red de Interacciones: El conjunto de relaciones entre los componentes y depósitos del sistema que favorecen los intercambios de materia, energía o información. Las relaciones también se dan entre el sistema y el entorno.
- Componentes Funcionales: son los procesos que desarrollan los componentes estructurales en tiempo determinado.
- Flujos: Muestran la circulación de materia, energía e información entre los componentes del sistema y suelen representarse mediante fechas.
- Válvulas: Son los elementos que regulan los flujos, transforman la información recibida aumentando o disminuyendo el flujo.
- Bucles de alimentación: Son relaciones circulares que permitan al sistema autorregularse.
RECURSIVIDAD
Podemos entender por recursividad el hecho de que un sistema, este compuesto a su vez de objetos que también son sistemas. En general que un sistema sea subsistema de otro mas grande.
Representa la jerarquización de todos los sistemas existentes es el concepto unificador de la realidad y de los objetos.
El concepto de recursividad se aplica a sistemas dentro de sistemas mayores.
Recurrencia, recursion o recursividad es la forma en la cual se especifica un proceso basado en su propia definicion. siendo un poco mas precisos, y para evitar el aparente circulo sin fi en esta definicion.
Un problema que pueda ser definido en
función de su tamaño, sea este N, pueda ser dividido en instancias más pequeñas
(< N) del mismo problema y se conozca la solución explícita a las instancias
más simples, lo que se conoce como casos base, se puede aplicar inducción sobre las llamadas más pequeñas y
suponer que estas quedan resueltas.
SUPRASISTEMA
Es aquel que comprende una jerarquía mayor a
la de un sistema principal determinado, enlazando diferentes tipos de
comunicación interna y externa, en términos comunes, es todo aquello que rodea
a la empresa en forma externa.
Un suprasistema o supersistema, es el sistema
que integra a los sistemas desde el punto de vista de pertenencia.
En otras palabras, es un sistema mayor que contiene sistemas menores.
Jerarquía:
- Sub sistema
- Sistema
- Supra sistema
En teoría de sistemas, los niveles de organización (o jerarquías) se refieren al orden en distintos niveles de organización de los sistemas más simples a los más complejos; por ejemplo, la identificación de un subsistema, dentro de un sistema, dentro de un suprasistema. Un ejemplo práctico en informática: el subsistema "memoria RAM", contenido en el sistema "placa madre", contenido en el supersistema "computadora".
Para esta distinción es fundamental establecer los límites o fronteras precisos de los sistemas de cada nivel. Sin fronteras, difícilmente se puedan establecer los subsistemas, sistemas y suprasistemas
Sinergia
SINERGIA
Sinergia proviene del griego “synergo”. Que significa cooperación, concurso activo y concertado de varios órganos para realizar una función.
El termino sinergia incrementa su concepto gracias a la teoría general de sistemas, desarrollada por ludwig von bertanlanffy, biologo alemán, que formulo La teoría de los sistemas abiertos en 1925.
El sistema es como un conjunto de componentes que interactúa entre si para lograr uno o mas objetivos. Tales componentes tienen vínculos y en sus relaciones, varían sus características, adoptando cualidades distintas por la influencia de otros componentes o del todo.
Podemos concretar que la sinergia es entendida, en términos sencillos, como la cualidad del todo a la suma de sus componentes.
CLASES DE SINERGIA
SINERGIA POSITIVA: La sinergia surge cuando los
elementos que componen el sistema están bien integrados entre sí; una
organización con líderes éticos y profesionales, producen que las personas que
le rodean sigan el ejemplo y lograr una ecuanimidad (igualdad) en el grupo;
diciendo la frase típica “la unión hace la fuerza”.
SINERGIA NEGATIVA: Cuando una organización con líderes autoritarios, despóticos y con miembros apáticos, sólo produce porque tiende a la desintegración de sus miembros y a no aportarle a la sociedad aquello que esta en sus fines, como deportes, mejoramiento de sus miembros, etc.
SINERGIA NEUTRA: Cuando la interacción no produce efectos multiplicadores de ningún tipo, ni positivos ni negativos.
SINERGIA NEGATIVA: Cuando una organización con líderes autoritarios, despóticos y con miembros apáticos, sólo produce porque tiende a la desintegración de sus miembros y a no aportarle a la sociedad aquello que esta en sus fines, como deportes, mejoramiento de sus miembros, etc.
SINERGIA NEUTRA: Cuando la interacción no produce efectos multiplicadores de ningún tipo, ni positivos ni negativos.
Este es un vídeo que muestra, ¿que
es sinergia?
EJEMPLOS DE SINERGIA
· Un ejemplo
claro podría el del reloj: ninguna de sus partes contiene
a la hora en el sentido de que ninguna pieza del reloj es capaz de mostrar el
Factor tiempo: podría pensarse que las piezas pequeñas deberían indicar los
segundos; las piezas medianas los minutos y el conjunto, la hora; pero nada de
eso ocurre, como bien sabemos. Sin embargo, el conjunto de piezas del reloj una
vez interrelaciones e interactuando entre ellas, sí es capaz de indicarnos la
hora o medir el tiempo. Esto es lo que se llama sinergia.
· En los sistemas mecánicos suele identificarse con facilidad: la sinergia de los automóviles es que transportan gentes y cosas (ninguna de sus partes es capaz de transportar nada)
· Los aviones: cada una de las partes del avión no pueden volar por sí mismas, únicamente si se interrelaciones logran hacerlo
· Las letras: una letra sola es simplemente eso: una letra sola; cuando se combina con otras se forma una palabra, a la vez el conjunto de palabras forman frases y estas a su vez pueden llegar a ser una obra maestra de literatura o poesía. Todas participan y en conjunto potencializan su capacidad.
· Una escuela como sistema social, ninguna de sus partes por separado puede producir en pequeño lo que es su producto final: miembros de la sociedad en condiciones de desempeñarse plenamente como tales.
· Los sistemas humanos no presentan la misma facilidad para mostrar su sinergia. La sinergia de la familia es la vida y la preservación de la especie y de su entrono (social, económico y cultural). La sinergia de una agrupación humana cualquiera es algo en que se manifiesta toda la humanidad de sus integrantes en su más amplio sentido, no aquello que produce en forma directa.
· En los sistemas mecánicos suele identificarse con facilidad: la sinergia de los automóviles es que transportan gentes y cosas (ninguna de sus partes es capaz de transportar nada)
· Los aviones: cada una de las partes del avión no pueden volar por sí mismas, únicamente si se interrelaciones logran hacerlo
· Las letras: una letra sola es simplemente eso: una letra sola; cuando se combina con otras se forma una palabra, a la vez el conjunto de palabras forman frases y estas a su vez pueden llegar a ser una obra maestra de literatura o poesía. Todas participan y en conjunto potencializan su capacidad.
· Una escuela como sistema social, ninguna de sus partes por separado puede producir en pequeño lo que es su producto final: miembros de la sociedad en condiciones de desempeñarse plenamente como tales.
· Los sistemas humanos no presentan la misma facilidad para mostrar su sinergia. La sinergia de la familia es la vida y la preservación de la especie y de su entrono (social, económico y cultural). La sinergia de una agrupación humana cualquiera es algo en que se manifiesta toda la humanidad de sus integrantes en su más amplio sentido, no aquello que produce en forma directa.
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