Nehomogénne charakteristiky systému a príklady

nehomogénneho systému je taká, že napriek svojej zdanlivej homogenite sa jej vlastnosti môžu líšiť v určitých miestach priestoru. Napríklad zloženie vzduchu, aj keď ide o homogénnu zmes plynov, sa mení podľa výšky.

Ale čo je to systém? Systém je všeobecne definovaný ako súbor vzájomne prepojených prvkov, ktoré fungujú ako celok. Je tiež možné dodať, že jej prvky zasahujú spoločne, aby plnili určitú funkciu. Toto je prípad tráviaceho, obehového, nervového, endokrinného, ​​renálneho a respiračného systému.

Systém však môže byť niečo také jednoduché ako pohár s vodou (horný obrázok). Všimnite si, že pridanie kvapky atramentu sa rozpadá v jeho farbách a šíri sa po celom objeme vody. Toto je tiež príklad nehomogénneho systému.

Keď sa systém skladá z určitého priestoru bez presných hraníc ako fyzického objektu, potom hovoríme o materiálnom systéme. Hmota predstavuje súbor vlastností, ako je hmotnosť, objem, chemické zloženie, hustota, farba atď..

index

• 1 Vlastnosti a stavy systému
  • 1.1 Rozsiahle vlastnosti
  • 1.2 Intenzívne vlastnosti  
  • 1.3
• 2 Charakteristika homogénnych, heterogénnych a nehomogénnych systémov
  • 2.1 Jednotný systém
  • 2.2 - heterogénny systém
  • 2.3 - Nehomogénny systém
• 3 Príklady nehomogénnych systémov
  • 3.1 Kvapka atramentu alebo farbiva vo vode
  • 3.2 Vlnenie vody
  • 3.3 Inšpirácia
  • 3.4 Skončenie platnosti
• 4 Odkazy

Vlastnosti a stavy systému

Fyzikálne vlastnosti hmoty sú rozdelené na rozsiahle vlastnosti a intenzívne vlastnosti.

Rozsiahle vlastnosti

Závisia od veľkosti uvažovanej vzorky, napríklad od jej hmotnosti a objemu.

Intenzívne vlastnosti  

Sú to tie, ktoré sa nelíšia s veľkosťou uvažovanej vzorky. Medzi tieto vlastnosti patrí teplota, hustota a koncentrácia.

Štátov

Na druhej strane systém tiež závisí od fázy alebo stavu, v ktorom sa hmota vzťahuje k uvedeným vlastnostiam. Takže hmota predstavuje tri fyzikálne stavy: tuhé, plynné a kvapalné.

Materiál môže predstavovať jeden alebo viac fyzikálnych stavov; napríklad kvapalná voda v rovnováhe s ľadom, suspendovaná pevná látka.

Charakteristika homogénnych, heterogénnych a nehomogénnych systémov

Homogénny systém

Homogénny systém je charakterizovaný tým, že má rovnaké chemické zloženie a rovnaké intenzívne vlastnosti v celom jeho predĺžení. Predstavuje jedinú fázu, ktorá môže byť v tuhom stave, v kvapalnom stave alebo v plynnom stave.

Príklady homogénneho systému sú: čistá voda, alkohol, oceľ a cukor rozpustený vo vode. Táto zmes predstavuje to, čo sa nazýva skutočné riešenie, vyznačujúce sa tým, že má solut priemer menší ako 10 milimikrov, je stabilný voči gravitácii a ultracentrifugácii..

-Heterogénny systém

Heterogénny systém predstavuje rôzne hodnoty pre niektoré intenzívne vlastnosti na rôznych miestach uvažovaného systému. Miesta sú oddelené diskontinuitnými povrchmi, ktorými môžu byť membránové štruktúry alebo povrchy častíc.

Hrubá disperzia ílových častíc vo vode je príkladom heterogénneho systému. Častice sa nerozpúšťajú vo vode a zostávajú v suspenzii, zatiaľ čo je systém udržiavaný.

Keď prestane miešanie, ílové častice sa usadzujú pôsobením gravitácie.

Podobne, krv je príkladom heterogénneho systému. Je tvorená plazmou a bunkovou skupinou, medzi ktorými sú erytrocyty, oddelené od plazmy plazmatickými membránami, ktoré fungujú ako povrchy diskontinuity..

Plazma a vnútro erytrocytov majú rozdiely v koncentrácii určitých prvkov, ako je sodík, draslík, chlór, hydrogenuhličitan atď..

-Nehomogénny systém

Je charakterizovaná tým, že má rozdiely medzi niektorými intenzívnymi vlastnosťami v rôznych častiach systému, ale tieto časti nie sú oddelené dobre definovanými povrchmi diskontinuity..

Povrchy diskontinuity

Tieto povrchy nespojitosti môžu byť napríklad plazmové membrány, ktoré oddeľujú bunkový interiér od prostredia alebo tkanív, ktoré pokrývajú orgán..

Hovorí sa, že v nehomogénnom systéme nie sú povrchy diskontinuity viditeľné ani pomocou ultramikroskopie. Body nehomogénneho systému sú oddelené hlavne vzduchom a vodnými roztokmi v biologických systémoch.

Medzi dvoma bodmi nehomogénneho systému môže byť napríklad rozdiel koncentrácie niektorého prvku alebo zlúčeniny. Medzi bodmi môže tiež nastať rozdiel teploty.

Difúzia energie alebo hmoty

Za vyššie uvedených okolností dochádza k pasívnemu toku (ktorý nevyžaduje výdaj energie) hmoty alebo energie (tepla) medzi dvoma bodmi systému. Preto bude teplo migrovať do chladnejších oblastí a do viacerých riedených oblastí. Rozdiely v koncentrácii a poklese teploty vďaka tejto difúzii.

K difúzii dochádza pomocou jednoduchého difúzneho mechanizmu. V tomto prípade závisí zásadne od existencie gradientu koncentrácie medzi dvoma bodmi, od vzdialenosti, ktorá ich oddeľuje, od jednoduchosti prechodu cez stred medzi bodmi..

Na udržanie rozdielu v koncentrácii medzi bodmi systému je potrebná dodávka energie alebo hmoty, pretože koncentrácie by boli rovnaké vo všetkých bodoch. Preto by sa nehomogénny systém stal homogénnym systémom.

chvenie

Charakteristickou črtou nehomogénneho systému je jeho nestabilita, dôvod, prečo v mnohých prípadoch vyžaduje dodávku energie na jej údržbu..

Príklady nehomogénnych systémov

Kvapka atramentu alebo farbiva vo vode

Pridaním kvapky farbiva na povrch vody bude spočiatku vyššia koncentrácia farbiva na povrchu vody..

Preto existuje rozdiel v koncentrácii farbiva medzi povrchom pohára vody a podkladovými bodmi. Okrem toho neexistuje žiadny povrch nespojitosti. Na záver, toto je nehomogénny systém.

Následne, v dôsledku existencie gradientu koncentrácie, farbivo difunduje smerom k sínusovej kvapaline, až kým sa koncentrácia farbiva vo všetkých vodách skla nevyrovná, čo reprodukuje homogénny systém..

Vlny vody

Hádzaním kameňa na hladinu vody v rybníku dochádza k rušeniu, ktoré sa šíri vo forme sústredných vĺn z miesta nárazu kameňa..

Kameň pri dopade na množstvo vodných častíc ich prenáša energiou. Existuje teda energetický rozdiel medzi časticami spočiatku v kontakte s kameňom a zvyškom molekúl vody na povrchu.

Pri neprítomnosti povrchu diskontinuity je pozorovaný systém nehomogénny. Energia produkovaná nárazom kameňa sa šíri na hladine vody vo forme vlny a dosahuje zvyšok molekúl vody na povrchu..

inšpirácie

Inšpiračná fáza dychu sa krátko objaví nasledujúcim spôsobom: keď sa vdychujú inšpiratívne svaly, najmä membrána, dochádza k expanzii hrudnej klietky. To má za následok tendenciu zvyšovať objem alveoly.

Alveolárna distenzia spôsobuje pokles intraalveolárneho tlaku vzduchu, čo ho robí menej ako atmosférický tlak vzduchu. Tým vzniká prúd vzduchu z atmosféry do alveol, cez vzduchové kanály.

Na začiatku inšpirácie je okrem tlakových rozdielov medzi nozdrami a alveolmi okrem neexistencie povrchov nespojitosti medzi uvedenými anatomickými štruktúrami. Preto je súčasný systém nehomogénny.

vypršania

V exspiračnej fáze dochádza k opačnému javu. Intraalveolárny tlak sa stáva väčším ako atmosférický tlak a vzduch prúdi vzduchovými kanálmi, od alveol do atmosféry, až kým sa nevyrovnajú koncové výdychové tlaky..

Potom na začiatku expirácie existuje rozdiel tlakov medzi dvoma bodmi, pľúcnymi alveolmi a nozdrami. Okrem toho medzi týmito dvoma anatomickými štruktúrami nie sú žiadne plochy nespojitosti, takže ide o nehomogénny systém.

referencie

1. Wikipedia. (2018). Materiálový systém. Prevzaté z: en.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29. februára 2012). Národná univerzita v Córdobe. Zdroj: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Triedy chémie. (2008). Fyzikálno. Prevzaté z: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. a Macarulla, J. M. Physiological Physicochemistry. 1984. Šieste vydanie. Redakčný Interamericana.
5. Ganong, W. F. Review of Medical Physiology. 2003 Twenty-First Edition. Spoločnosti McGraw-Hill, vr.