Nehomogenní charakteristiky systému a příklady

nehomogenního systému je ten, že i přes svou zdánlivou homogenitu se jeho vlastnosti mohou v určitých místech prostoru lišit. Složení vzduchu, například, i když se jedná o homogenní směs plynů, se mění podle výšky.

Ale co je to systém? Systém je obecně definován jako soubor vzájemně souvisejících prvků, které fungují jako celek. Lze také dodat, že jeho prvky zasahují společně, aby splnily určitou funkci. To je případ trávicího, oběhového, nervového, endokrinního, renálního a respiračního systému.

Systém však může být něco tak jednoduchého jako sklenice s vodou (horní obrázek). Všimněte si, že přidávání kapky inkoustu se rozkládá v jeho barvách a šíří se po celém objemu vody. To je také příklad nehomogenního systému.

Když se systém skládá z určitého prostoru bez přesných hranic jako fyzického objektu, pak mluvíme o hmotném systému. Hmota představuje soubor vlastností, jako je hmotnost, objem, chemické složení, hustota, barva atd..

Index

• 1 Vlastnosti a stavy systému
  • 1.1 Rozsáhlé vlastnosti
  • 1.2 Intenzivní vlastnosti  
  • 1.3 Stavy hmoty
• 2 Charakteristika homogenních, heterogenních a nehomogenních systémů
  • 2.1 Jednotný systém
  • 2.2 - heterogenní systém
  • 2.3 - Nehomogenní systém
• 3 Příklady nehomogenních systémů
  • 3.1 Kapka inkoustu nebo barviva ve vodě
  • 3.2 Vlny vody
  • 3.3 Inspirace
  • 3.4 Vypršení platnosti
• 4 Odkazy

Vlastnosti a stavy systému

Fyzikální vlastnosti hmoty jsou rozděleny do rozsáhlých vlastností a intenzivních vlastností.

Rozsáhlé vlastnosti

Závisí na velikosti uvažovaného vzorku, například na jeho hmotnosti a objemu.

Intenzivní vlastnosti  

Jsou to ty, které se nemění podle velikosti uvažovaného vzorku. Mezi tyto vlastnosti patří teplota, hustota a koncentrace.

Států

Na druhé straně systém také závisí na fázi nebo stavu, ve kterém se hmota vztahuje k uvedeným vlastnostem. Hmota tedy představuje tři fyzikální stavy: pevné, plynné a kapalné.

Materiál může představovat jeden nebo více fyzikálních stavů; například kapalná voda v rovnováze s ledem, suspendovaná pevná látka.

Charakteristika homogenních, heterogenních a nehomogenních systémů

Homogenní systém

Homogenní systém je charakterizován tím, že má stejné chemické složení a stejné intenzivní vlastnosti ve všech jeho prodloužení. Představuje jedinou fázi, která může být v pevném, kapalném nebo plynném stavu.

Příklady homogenního systému jsou: čistá voda, alkohol, ocel a cukr rozpuštěný ve vodě. Tato směs představuje to, co se nazývá opravdový roztok, vyznačující se tím, že má solut o průměru menším než 10 milimetrů, který je stabilní vůči gravitaci a ultracentrifugaci..

-Heterogenní systém

Heterogenní systém představuje různé hodnoty pro některé z intenzivních vlastností v různých místech uvažovaného systému. Místa jsou oddělena plochami nesouvislosti, kterými mohou být membránové struktury nebo povrchy částic.

Hrubá disperze jílových částic ve vodě je příkladem heterogenního systému. Částice se nerozpouštějí ve vodě a zůstávají v suspenzi, zatímco je systém udržován.

Když přestane míchání, částice jílu se usazují působením gravitace.

Podobně je krev příkladem heterogenního systému. Je tvořena plazmou a buněčnou skupinou, mezi nimi jsou erytrocyty, oddělené od plazmy jejich plazmatickými membránami, které fungují jako povrchy nespojitosti.

Plazma a vnitřek erytrocytů mají rozdíly v koncentraci určitých prvků, jako je sodík, draslík, chlor, hydrogenuhličitan atd..

-Nehomogenní systém

Je charakterizován tím, že má rozdíly mezi některými intenzivními vlastnostmi v různých částech systému, ale tyto části nejsou odděleny dobře definovanými povrchy nesouvislosti..

Povrchy diskontinuity

Tyto povrchy nesouvislosti mohou být například plazmatické membrány, které oddělují buněčný interiér od prostředí nebo tkání, které pokrývají orgán..

Říká se, že v nehomogenním systému nejsou povrchy diskontinuity viditelné ani pomocí ultramikroskopie. Body nehomogenního systému jsou odděleny především vzduchem a vodnými roztoky v biologických systémech.

Mezi dvěma body nehomogenního systému může být například rozdíl koncentrace některého prvku nebo sloučeniny. Mezi body může být také rozdíl teplot.

Difúze energie nebo hmoty

Za výše uvedených okolností dochází mezi oběma body systému k pasivnímu toku (který nevyžaduje energetický výdaj) hmoty nebo energie (tepla). Proto bude teplo přecházet do chladnějších oblastí a do více zředěných oblastí. Díky této difúzi se tedy rozdíly v koncentraci a teplotě snižují.

K difúzi dochází prostým difúzním mechanismem. V tomto případě záleží zásadně na existenci gradientu koncentrace mezi dvěma body, vzdálenosti, která je odděluje, a snadnosti křížení středu mezi body..

Pro udržení rozdílu v koncentraci mezi body systému je nutná dodávka energie nebo hmoty, protože koncentrace by byly ve všech bodech stejné. Proto by se nehomogenní systém stal homogenním systémem.

Nestabilita

Charakteristickým rysem nehomogenního systému je jeho nestabilita, důvod, proč v mnoha případech vyžaduje dodávku energie pro její údržbu.

Příklady nehomogenních systémů

Kapka inkoustu nebo barviva ve vodě

Přidáním kapky barviva na povrch vody bude nejprve koncentrace vody na povrchu vody vyšší..

Proto existuje rozdíl v koncentraci barviva mezi povrchem sklenice vody a základními body. Kromě toho neexistuje žádný povrch nespojitosti. Na závěr je to nehomogenní systém.

Následně, vzhledem k existenci gradientu koncentrace, bude barvivo difundovat směrem k sinusové kapalině, dokud nebude koncentrace barviva ve všech vodách skla vyrovnána, což bude reprodukovat homogenní systém..

Vlny vody

Házením kamene na hladinu vody v rybníku dochází k narušení, které se šíří ve formě soustředných vln z místa nárazu kamene..

Kámen, který dopadá na částice vody, je přenáší energií. Existuje tedy rozdíl energie mezi částicemi, které jsou zpočátku v kontaktu s kamenem a zbytkem molekul vody na povrchu.

Pokud v tomto případě neexistuje diskontinuální povrch, pozorovaný systém je nehomogenní. Energie produkovaná nárazem kamene se šíří na hladině vody ve formě vlny, dosahující zbytku molekul vody na povrchu..

Inspirace

Inspirační fáze dechu se krátce objeví následujícím způsobem: když se inspirační svaly stahují, zejména membrána, dochází k expanzi hrudní klece. To má za následek tendenci zvyšovat objem alveolu.

Alveolární distenze produkuje pokles intraalveolárního tlaku vzduchu, což je méně než atmosférický tlak vzduchu. To produkuje proud vzduchu z atmosféry do alveol, přes vzduchové kanály.

Na počátku inspirace je kromě tlakových rozdílů mezi nosními dírkami a alveolemi kromě neexistence povrchů nespojitosti mezi uvedenými anatomickými strukturami také rozdíl v tlaku. Proto je současný systém nehomogenní.

Vypršení platnosti

V exspirační fázi dochází k opačnému jevu. Intraalveolární tlak je vyšší než atmosférický tlak a vzduch proudí vzduchovými kanály, od alveolů do atmosféry, dokud nejsou vyrovnávány koncové výdechové tlaky..

Na počátku expirace pak existuje rozdíl tlaků mezi dvěma body, plicními alveolemi a nozdrami. Navíc mezi těmito dvěma anatomickými strukturami nejsou žádné povrchy nesouvislosti, což je nehomogenní systém.

Odkazy

1. Wikipedia. (2018). Materiálový systém. Převzato z: en.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29. února 2012). Národní univerzita v Córdobě. Zdroj: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Třídy chemie. (2008). Fyzikálně-chemické. Převzato z: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. a Macarulla, J. M. Physiology Physicochemistry. 1984. Šesté vydání. Redakční Interamericana.
5. Ganong, W. F. Review of Medical Physiology. 2003 Twenty-First Edition. Společnosti McGraw-Hill, vč.