Dzielić:
Charakterystyka i przykłady systemu niejednorodnego
The system niejednorodny jest taki, że pomimo pozornej jednorodności jego właściwości mogą się różnić w pewnych miejscach przestrzeni. Skład powietrza, na przykład, nawet jeśli jest to jednorodna mieszanina gazów, zmienia się w zależności od wysokości.
Ale czym jest system? System jest ogólnie definiowany jako zestaw powiązanych ze sobą elementów, które funkcjonują jako całość. Można również dodać, że jego elementy współdziałają ze sobą, aby spełnić określoną funkcję. Dotyczy to układu pokarmowego, krążenia, nerwowego, hormonalnego, nerkowego i oddechowego.
Jednak system może być czymś tak prostym jak szklanka z wodą (górny obraz). Należy pamiętać, że dodanie kropli atramentu rozpada się na kolory i rozprzestrzenia się w całej objętości wody. Jest to również przykład niejednorodnego systemu.
Kiedy system składa się z określonej przestrzeni bez precyzyjnych granic jako obiektu fizycznego, mówimy o systemie materialnym. Materia przedstawia zestaw właściwości, takich jak masa, objętość, skład chemiczny, gęstość, kolor itp..
Indeks
- 1 Właściwości i stany systemu
- 1.1 Rozległe właściwości
- 1.2 Intensywne właściwości
- 1.3 Stany materii
- 2 Charakterystyka jednorodnych, niejednorodnych i niejednorodnych układów
- 2.1 Jednolity system
- 2.2 - system heterogeniczny
- 2.3 - System niehomogeniczny
- 3 Przykłady niejednorodnych układów
- 3.1 Kropla atramentu lub barwnika w wodzie
- 3.2 Fale wody
- 3.3 Inspiracja
- 3.4 Wygaśnięcie
- 4 odniesienia
Właściwości i stany systemu
Właściwości fizyczne materii dzielą się na rozległe właściwości i intensywne właściwości.
Rozległe właściwości
Zależą one od wielkości rozważanej próbki, na przykład jej masy i objętości.
Intensywne właściwości
Są to te, które nie różnią się w zależności od wielkości rozważanej próbki. Wśród tych właściwości są temperatura, gęstość i stężenie.
Stany materii
Z drugiej strony, system zależy również od fazy lub stanu, w którym sprawa jest związana ze wspomnianymi właściwościami. Zatem materia przedstawia trzy stany fizyczne: stały, gazowy i ciekły.
Materiał może przedstawiać jeden lub więcej stanów fizycznych; taki jest przypadek ciekłej wody w równowadze z lodem, zawieszonej substancji stałej.
Charakterystyka układów jednorodnych, niejednorodnych i niejednorodnych
System jednorodny
System jednorodny charakteryzuje się tym samym składem chemicznym i tymi samymi intensywnymi właściwościami we wszystkich jego rozszerzeniach. Przedstawia pojedynczą fazę, która może być w stanie stałym, stanie ciekłym lub stanie gazowym.
Przykładami jednorodnego systemu są: czysta woda, alkohol, stal i cukier rozpuszczone w wodzie. Ta mieszanina stanowi tzw. Prawdziwe rozwiązanie, charakteryzujące się tym, że substancja rozpuszczona ma średnicę mniejszą niż 10 milimetrów, jest odporna na grawitację i ultrawirowanie.
-System heterogeniczny
System heterogeniczny przedstawia różne wartości niektórych właściwości intensywnych w różnych miejscach rozpatrywanego systemu. Miejsca są oddzielone powierzchniami nieciągłości, które mogą być membranowymi strukturami lub powierzchniami cząstek.
Duża dyspersja cząstek gliny w wodzie jest przykładem niejednorodnego układu. Cząstki nie rozpuszczają się w wodzie i pozostają w zawiesinie, podczas gdy mieszanie się układu jest utrzymane.
Gdy mieszanie ustaje, cząstki gliny osiadają pod działaniem grawitacji.
Podobnie krew jest przykładem heterogenicznego systemu. Składa się z plazmy i grupy komórkowej, wśród których są erytrocyty, oddzielone od plazmy błonami plazmatycznymi, które funkcjonują jako powierzchnie nieciągłości.
Osocze i wnętrze erytrocytów mają różnice w stężeniu pewnych pierwiastków, takich jak sód, potas, chlor, wodorowęglan itp..
-System niejednorodny
Charakteryzuje się różnicami między niektórymi właściwościami intensywnymi w różnych częściach systemu, ale części te nie są oddzielone przez dobrze zdefiniowane powierzchnie nieciągłości..
Powierzchnie nieciągłości
Te powierzchnie nieciągłości mogą być, na przykład, błonami plazmowymi, które oddzielają wnętrze komórki od jej otoczenia lub tkanek, które pokrywają narząd.
Mówi się, że w niejednorodnym systemie powierzchnie nieciągłości nie są widoczne ani nie są stosowane ultramikroskopie. Punkty układu niejednorodnego są oddzielone głównie powietrzem i roztworami wodnymi w układach biologicznych.
Między dwoma punktami niejednorodnego układu może występować na przykład różnica stężenia jakiegoś pierwiastka lub związku. Różnica temperatur może również wystąpić między punktami.
Dyfuzja energii lub materii
W powyższych okolicznościach przepływ bierny (który nie wymaga wydatkowania energii) materii lub energii (ciepła) zachodzi między dwoma punktami układu. Dlatego ciepło będzie migrować do chłodniejszych obszarów i materii do bardziej rozcieńczonych obszarów. Dzięki temu różnice koncentracji i temperatury maleją dzięki tej dyfuzji.
Dyfuzja następuje za pomocą prostego mechanizmu dyfuzyjnego. W tym przypadku zależy to zasadniczo od istnienia gradientu koncentracji między dwoma punktami, odległości, która je dzieli i łatwości przejścia środka między punktami.
Utrzymanie różnicy w stężeniu między punktami systemu wymaga dostarczenia energii lub materii, ponieważ stężenia byłyby równe we wszystkich punktach. Dlatego system niejednorodny stałby się systemem jednorodnym.
Niestabilność
Cechą odróżniającą się od niejednorodnego systemu jest jego niestabilność, dlatego w wielu przypadkach wymaga on dostarczenia energii do jego utrzymania.
Przykłady układów niejednorodnych
Kropla atramentu lub barwnika w wodzie
Dodając kroplę barwnika na powierzchnię wody, początkowo stężenie barwnika będzie wyższe na powierzchni wody.
W związku z tym istnieje różnica w stężeniu barwnika między powierzchnią szklanki wody a punktami leżącymi poniżej. Ponadto nie ma powierzchni nieciągłości. Podsumowując, jest to system niejednorodny.
Następnie, z powodu istnienia gradientu stężenia, barwnik dyfunduje w kierunku sinusa cieczy, aż stężenie barwnika w całej wodzie szkła zostanie wyrównane, odtwarzając jednorodny układ.
Fale wody
Rzucając kamieniem o powierzchnię wody stawu, dochodzi do zakłócenia, które rozchodzi się w postaci koncentrycznych fal z miejsca uderzenia kamienia.
Kamień uderzający w wiele cząstek wody przekazuje im energię. Dlatego istnieje różnica energii między cząstkami początkowo stykającymi się z kamieniem i resztą cząsteczek wody na powierzchni.
W przypadku braku powierzchni nieciągłości w tym przypadku obserwowany układ jest niejednorodny. Energia wytwarzana przez uderzenie kamienia jest propagowana na powierzchni wody w postaci fali, docierając do reszty cząsteczek wody na powierzchni.
Inspiracja
Faza wdechu oddechu, krótko pojawia się w następujący sposób: gdy kurczą się mięśnie wdechowe, zwłaszcza przepona, następuje rozszerzenie klatki piersiowej. W konsekwencji ma to tendencję do zwiększania objętości pęcherzyków.
Wzdęcia pęcherzykowe powodują spadek ciśnienia wewnątrz pęcherzyków powietrza, co czyni go mniejszym niż ciśnienie powietrza atmosferycznego. Powoduje to przepływ powietrza z atmosfery do pęcherzyków powietrza przez kanały powietrzne.
Następnie, na początku wdechu, istnieje różnica ciśnień między nozdrzami a pęcherzykami, oprócz nieistnienia powierzchni nieciągłości między wspomnianymi strukturami anatomicznymi. Dlatego obecny system jest niejednorodny.
Wygaśnięcie
W fazie wydechowej występuje zjawisko przeciwne. Ciśnienie wewnątrz pęcherzykowe staje się większe niż ciśnienie atmosferyczne, a powietrze przepływa przez kanały powietrzne, od pęcherzyków do atmosfery, aż do wyrównania ciśnień końcowo-wydechowych.
Następnie na początku wydechu występuje różnica ciśnień między dwoma punktami, pęcherzykami płucnymi i nozdrzami. Ponadto nie ma żadnych powierzchni nieciągłości między dwiema wskazanymi strukturami anatomicznymi, więc jest to system niejednorodny.
Referencje
- Wikipedia. (2018). System materiałowy. Zrobiono z: en.wikipedia.org
- Martín V. Josa G. (29 lutego 2012 r.). Narodowy Uniwersytet w Kordobie. Źródło: 2.famaf.unc.edu.ar
- Zajęcia z chemii. (2008). Fizykochemiczne. Zaczerpnięte z: clasesdquimica.wordpress.com
- Jiménez Vargas, J. and Macarulla, J. M. Physiological Physicochemistry. 1984. Szósta edycja. Redakcja Interamericana.
- Ganong, W. F. Przegląd fizjologii medycznej. 2003 Dwudziesta pierwsza edycja. McGraw-Hill Companies, inc.