Неоднорідні характеристики системи та приклади

The неоднорідна система це те, що, незважаючи на свою однорідність, його властивості можуть змінюватися в певних місцях простору. Склад повітря, наприклад, навіть якщо він є однорідною сумішшю газів, змінюється за висотою.

Але що таке система? Система зазвичай визначається як сукупність взаємопов'язаних елементів, які функціонують в цілому. Також можна додати, що її елементи втручаються спільно для виконання певної функції. Це стосується органів травлення, кровообігу, нервової, ендокринної, ниркової та дихальної систем.

Однак система може бути чимось простим, як скло з водою (верхнє зображення). Зверніть увагу, що додавання краплі чорнила розпадається в кольорах і поширюється по всьому об'єму води. Це також приклад неоднорідної системи.

Коли система складається з конкретного простору без точних меж як фізичний об'єкт, то ми говоримо про матеріальну систему. Матерія представляє набір властивостей, таких як маса, об'єм, хімічний склад, щільність, колір і т.д..

Індекс

• 1 Властивості та стани системи
  • 1.1 Великі властивості
  • 1.2 Інтенсивні властивості  
  • 1.3 Стани речовини
• 2 Характеристики однорідних, неоднорідних і неоднорідних систем
  • 2.1 Єдина система
  • 2.2 - гетерогенна система
  • 2.3 - Неоднорідна система
• 3 Приклади неоднорідних систем
  • 3.1 Крапля фарби або барвника у воді
  • 3.2 Брижі води
  • 3.3 Натхнення
  • 3.4 Термін дії
• 4 Посилання

Властивості та стани системи

Фізичні властивості речовини поділяються на великі властивості та інтенсивні властивості.

Великі властивості

Вони залежать від розміру розглянутого зразка, наприклад його маси та його обсягу.

Інтенсивні властивості  

Це ті, які не змінюються залежно від розміру розглянутого зразка. Серед цих властивостей є температура, щільність і концентрація.

Стани речовини

З іншого боку, система також залежить від фази або стану, в якому речовина має відношення до зазначених властивостей. Таким чином, речовина представляє три фізичні стани: тверде, газоподібне і рідке.

Матеріал може представляти одне або більше фізичних станів; такий випадок є рідкою водою в рівновазі з льодом, зваженим твердим речовиною.

Характеристики однорідних, гетерогенних і неоднорідних систем

Однорідна система

Однорідна система характеризується тим, що має однаковий хімічний склад і ті ж самі інтенсивні властивості у всьому його розширенні. Вона являє собою єдину фазу, яка може перебувати в твердому стані, рідкому стані або газоподібному стані.

Прикладами гомогенної системи є: чиста вода, спирт, сталь і цукор, розчинені у воді. Ця суміш являє собою те, що називається справжнім розчином, що характеризується наявністю розчиненої речовини діаметром менше 10 мкм, стійким до сили тяжіння і ультрацентрифугированию.

-Гетерогенна система

Гетерогенна система представляє різні значення для деяких інтенсивних властивостей в різних місцях розглянутої системи. Ділянки розділені поверхнями розриву, які можуть бути мембранними структурами або поверхнями частинок.

Вагова дисперсія частинок глини у воді є прикладом гетерогенної системи. Частинки не розчиняються у воді і залишаються в суспензії при підтримці перемішування системи.

Коли агітація припиняється, частинки глини осідають під дією сили тяжіння.

Аналогічно, кров є прикладом гетерогенної системи. Вона складається з плазми і групи клітин, серед яких еритроцити, відокремлені від плазми плазмовими мембранами, які функціонують як поверхні розриву.

Плазма і внутрішнє середовище еритроцитів мають відмінності в концентрації деяких елементів, таких як натрій, калій, хлор, бікарбонат і т.д..

-Неоднорідна система

Вона характеризується наявністю відмінностей між деякими інтенсивними властивостями в різних частинах системи, але ці частини не розділені чітко визначеними поверхнями безперервності..

Поверхневі розриви

Ці поверхні розривів можуть бути, наприклад, плазматичними мембранами, які відокремлюють клітинний інтер'єр від його середовища або тканин, які покривають орган.

Кажуть, що в неоднорідній системі нерозривність поверхонь не видно ні з використанням ультрамікроскопії. Точки неоднорідної системи розділені головним чином повітряними та водними розчинами в біологічних системах.

Між двома точками неоднорідної системи може бути, наприклад, різниця концентрацій деякого елемента або з'єднання. Різниця в температурі може також відбуватися між точками.

Дифузія енергії або речовини

За вищевказаних обставин пасивний потік (який не вимагає витрат енергії) речовини або енергії (тепла) відбувається між двома точками системи. Таким чином, тепло буде мігрувати в більш прохолодні ділянки і матиме значення для більш розбавлених областей. Таким чином, відмінності в концентрації і температурі зменшуються завдяки цій дифузії.

Дифузія відбувається за допомогою простого дифузійного механізму. У цьому випадку вона принципово залежить від наявності градієнта концентрації між двома точками, відстані, що їх відокремлює, і простоти перетинати середину між точками..

Для збереження різниці концентрацій між точками системи потрібна подача енергії або речовини, оскільки концентрації будуть рівними у всіх точках. Тому неоднорідна система стала б однорідною системою.

Нестабільність

Характерною рисою виділення з неоднорідної системи є її нестабільність, причина, чому в багатьох випадках вона вимагає постачання енергії для її утримання.

Приклади неоднорідних систем

Крапля фарби або барвник у воді

При додаванні краплі барвника до поверхні води спочатку концентрація барвника буде вище на поверхні води.

Тому існує різниця в концентрації барвника між поверхнею склянки води і базовими точками. Крім того, відсутній розрив поверхні. Отже, на закінчення, це неоднорідна система.

Згодом, внаслідок існування градієнта концентрації, барвник дифундує у бік синусу рідини до вирівнювання концентрації барвника у всій воді скла, відтворюючи гомогенну систему.

Брижі води

Викидаючи камінь на поверхню води водойми, відбувається порушення, яке поширюється у вигляді концентричних хвиль від місця впливу каменю.

Камінь при впливі на кількість частинок води передає їм енергію. Таким чином, існує різниця енергії між частинками, які спочатку контактують з каменем, а решта молекул води на поверхні.

За відсутності поверхні розриву в даному випадку спостережувана система неоднорідна. Енергія, що виробляється під впливом каменю, розмножується на поверхні води у вигляді хвилі, досягаючи інших молекул води на поверхні.

Натхнення

Фаза вдиху дихання, короткочасно відбувається наступним чином: коли вдихувальні м'язи стискаються, особливо діафрагма, відбувається розширення грудної клітки. Це має наслідком тенденцію до збільшення обсягу альвеоли.

Альвеолярне розширення призводить до зниження внутрішньоальвеолярного тиску повітря, що робить його менш атмосферним тиском повітря. При цьому відбувається потік повітря з атмосфери до альвеол, через повітроводи.

Потім на початку вдиху існує різниця тисків між ніздрями і альвеолами, на додаток до неіснуючих поверхонь розриву між згаданими анатомічними структурами. Тому наявна система є неоднорідною.

Термін дії

У фазі видиху відбувається протилежне явище. Інтраальвеолярне тиск стає більшим, ніж атмосферний тиск, і повітря проходить через повітряні проходи, від альвеол до атмосфери, доки не вирівняються кінцеві тиску..

Потім на початку видиху існує різниця тисків між двома точками, легеневими альвеолами і ніздрями. Крім того, відсутні зазначені поверхні розриву між двома анатомічними структурами, тому це неоднорідна система.

Список літератури

1. Вікіпедія. (2018). Матеріальна система. Взяті з сайту: en.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29 лютого 2012 р.). Національний університет Кордови. Отримано з: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Класи хімії. (2008). Фізико-хімічні. Взяті з: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. і Macarulla, J. М. Фізіологічна фізико-хімія. 1984. Шосте видання. Редакція Interamericana.
5. Ganong, W. F. Огляд медичної фізіології. 2003 Двадцять перше видання. Компанії McGraw-Hill, вкл.