Nehomogene značilnosti sistema in primeri



The nehomogen sistem je tista, ki se lahko kljub svoji navidezni homogenosti na določenih lokacijah prostora razlikuje. Sestava zraka, na primer, tudi če je homogena mešanica plinov, se spreminja glede na nadmorsko višino.

Toda kaj je sistem? Sistem je na splošno opredeljen kot niz medsebojno povezanih elementov, ki delujejo kot celota. Dodati je mogoče tudi, da njeni elementi sodelujejo skupaj, da bi izpolnili določeno funkcijo. To velja za prebavni, obtočni, živčni, endokrini, ledvični in dihalni sistem.

Vendar pa je sistem lahko nekaj tako preprostega kot steklo z vodo (top image). Upoštevajte, da dodajanje kapljice črnila razpade v barvah in se razširi po celotni količini vode. To je tudi primer nehomogenosti.

Ko je sistem sestavljen iz specifičnega prostora brez natančnih omejitev kot fizičnega objekta, potem govorimo o materialnem sistemu. Material predstavlja niz lastnosti, kot so masa, volumen, kemična sestava, gostota, barva itd..

Indeks

  • 1 Lastnosti in stanja sistema
    • 1.1 Obsežne lastnosti
    • 1.2 Intenzivne lastnosti  
    • 1.3 Stanje snovi
  • 2 Značilnosti homogenih, heterogenih in nehomogenih sistemov
    • 2.1 Enoten sistem
    • 2.2 - heterogeni sistem
    • 2.3 - Nehomogeni sistem
  • 3 Primeri nehomogenih sistemov
    • 3.1 Kapljica črnila ali barvila v vodi
    • 3.2 Valovi vode
    • 3.3 Navdih
    • 3.4
  • 4 Reference

Lastnosti in stanja sistema

Fizične lastnosti snovi so razdeljene na obsežne lastnosti in intenzivne lastnosti.

Obsežne lastnosti

Odvisne so od velikosti obravnavanega vzorca, na primer njegove mase in prostornine.

Intenzivne lastnosti  

So tiste, ki se ne razlikujejo glede na velikost obravnavanega vzorca. Med temi lastnostmi so temperatura, gostota in koncentracija.

Snovi

Po drugi strani pa je sistem odvisen tudi od faze ali stanja, v katerem je snov povezana z navedenimi lastnostmi. Torej, snov predstavlja tri fizikalna stanja: trdna, plinasta in tekoča.

Material lahko predstavlja eno ali več fizikalnih stanj; tak primer je tekoča voda v ravnovesju z ledom, suspendirana trdna snov.

Značilnosti homogenih, heterogenih in nehomogenih sistemov

Homogeni sistem

Za homogeni sistem je značilna enaka kemična sestava in enake intenzivne lastnosti v vsej njeni razširitvi. Predstavlja eno fazo, ki je lahko v trdnem stanju, tekočem stanju ali plinastem stanju.

Primeri homogenega sistema so: čista voda, alkohol, jeklo in sladkor, raztopljen v vodi. Ta zmes predstavlja tisto, kar se imenuje prava raztopina, značilna po tem, da ima topilo s premerom manj kot 10 milimikrov, stabilno glede na težo in ultracentrifugiranje..

-Heterogeni sistem

Heterogeni sistem predstavlja različne vrednosti za nekatere intenzivne lastnosti na različnih mestih obravnavanega sistema. Mesta so ločena z nepovezanimi površinami, ki so lahko membranske strukture ali površine delcev.

Bruto disperzija delcev gline v vodi je primer heterogenega sistema. Delci se ne raztopijo v vodi in ostanejo v suspenziji med vzdrževanjem tresenja sistema.

Ko se vznemirjenost ustavi, se delci gline usedajo pod težo gravitacije.

Tudi kri je primer heterogenega sistema. Je sestavljena iz plazme in celične skupine, med katerimi so eritrociti, ločeni od plazme s svojimi plazemskimi membranami, ki delujejo kot površine diskontinuitete.

Plazma in notranjost eritrocitov imata razlike v koncentraciji določenih elementov, kot so natrij, kalij, klor, bikarbonat itd..

-Nehomogeni sistem

Zanj so značilne razlike med nekaterimi intenzivnimi lastnostmi v različnih delih sistema, vendar ti deli niso ločeni z dobro definiranimi površinami prekinitev..

Površine prekinitve

Te površine s prekinitvami so lahko npr. Plazemske membrane, ki ločujejo celično notranjost od okolja ali tkiv, ki pokrivajo organ..

Rečeno je, da v nehomogenem sistemu površine neprekinjenosti niso vidne, niti z ultramikroskopijo. Točke nehomogenega sistema so ločene predvsem z zrakom in vodnimi raztopinami v bioloških sistemih.

Med dvema točkama nehomogenega sistema je lahko na primer razlika v koncentraciji nekega elementa ali spojine. Razlika v temperaturi se lahko pojavi tudi med točkami.

Difuzija energije ali snovi

V zgoraj navedenih okoliščinah se pasivni tok (ki ne zahteva porabe energije) snovi ali energije (toplote) pojavi med dvema točkama sistema. Zato se bo toplota preselila v hladnejša območja in zadevala v bolj razredčena območja. Tako se razlike v koncentraciji in temperaturi zmanjšajo zaradi te difuzije.

Difuzija poteka s preprostim mehanizmom difuzije. V tem primeru je v osnovi odvisno od obstoja gradienta koncentracije med dvema točkama, razdalje, ki jih ločuje, in enostavnosti, da se prečka sredino med točkami..

Za ohranjanje razlike v koncentraciji med točkami sistema je potrebna oskrba z energijo ali snovjo, saj bi bile koncentracije v vseh točkah enake. Zato bi nehomogen sistem postal homogen sistem.

Nestabilnost

Značilnost izstopanja iz nehomogenega sistema je njena nestabilnost, razlog, da v mnogih primerih zahteva dobavo energije za njeno vzdrževanje.

Primeri nehomogenih sistemov

Kapljico črnila ali barvila v vodi

Z dodajanjem kapljice barve na površino vode bo na začetku koncentracija barve višja na površini vode..

Zato obstaja razlika v koncentraciji barve med površino kozarca vode in osnovnimi točkami. Poleg tega ni površine brez prekinitev. Skratka, to je nehomogen sistem.

Kasneje bo zaradi obstoja koncentracijskega gradienta barva difundirala proti sinusu tekočine, dokler ne bo izenačena koncentracija barvila v celotni vodi stekla, kar bo povzročilo homogeni sistem.

Viharji vode

Z metanjem kamna na površino ribniške vode se pojavi motnja, ki se širi v obliki koncentričnih valov od mesta udara kamna..

Kamen pri udarcu številnih vodnih delcev prenaša energijo. Zato obstaja razlika v energiji med delci, ki so sprva v stiku s kamnom, in ostalimi vodnimi molekulami na površini.

V odsotnosti površine prekinitve v tem primeru je opazovani sistem nehomogen. Energija, ki nastane pri vplivu kamna, se razmnožuje na površini vode v obliki vala, ki doseže preostale molekule vode na površini..

Navdih

Inspiracijska faza vdiha se na kratko pojavi na naslednji način: ko se mišice vdiha, zlasti membrana, pojavi ekspanzija prsne kletke. To ima za posledico nagnjenost k povečanju volumna alveole.

Alveolarna distenzija povzroči zmanjšanje intraalveolarnega zračnega tlaka, zaradi česar je manjši od atmosferskega zračnega tlaka. To povzroča pretok zraka iz atmosfere v alveole, skozi zračne kanale.

Nato na začetku navdiha obstaja razlika v tlaku med nosnicami in alveolami, poleg tega, da ne obstajajo površine diskontinuitete med omenjenimi anatomskimi strukturami. Zato je sedanji sistem nehomogen.

Potek

V ekspiracijski fazi pride do nasprotnega pojava. Intraalveolarni tlak postane večji od atmosferskega tlaka, zrak teče skozi zračne prehode iz alveol v ozračje, dokler se končni ekspiracijski tlaki ne izenačijo..

Nato na začetku iztekanja obstaja razlika v tlaku med dvema točkama, pljučni alveoli in nosnice. Poleg tega ni prikazanih površin diskontinuitete med dvema anatomskima strukturama, zato je to nehomogen sistem..

Reference

  1. Wikipedija. (2018). Materialni sistem. Vzeto iz: en.wikipedia.org
  2. Martín V. Josa G. (29. februar 2012). Nacionalna univerza v Córdobi. Vzpostavljeno iz: 2.famaf.unc.edu.ar
  3. Razredi kemije. (2008). Fizikalno-kemijska. Vzeto iz: clasesdquimica.wordpress.com
  4. Jiménez Vargas, J. in Macarulla, J.M. Fiziološka fizikalna kemija. 1984. Šesta izdaja. Uvodnik Interamericana.
  5. Ganong, W. F. Pregled medicinske fiziologije. 2003 20. izdaja. Podjetja McGraw-Hill, Inc..