Inhomogeeniset järjestelmän ominaisuudet ja esimerkit

inhomogeeninen järjestelmä on sellainen, että huolimatta sen näennäisestä homogeenisuudesta sen ominaisuudet saattavat vaihdella tietyissä tilan tiloissa. Ilman koostumus, esimerkiksi, vaikka se on homogeeninen kaasuseos, muuttuu korkeuden mukaan.

Mutta mikä on järjestelmä? Järjestelmä on yleisesti määritelty joukoksi toisiinsa liittyviä elementtejä, jotka toimivat kokonaisuutena. Voidaan myös lisätä, että sen elementit puuttuvat yhdessä täyttääkseen tietyn tehtävän. Tämä koskee ruoansulatuskanavan, verenkierron, hermoston, hormonitoiminnan, munuaisten ja hengityselinten järjestelmiä.

Järjestelmä voi kuitenkin olla jotain yhtä yksinkertaista kuin lasi vedellä (ylhäältä kuva). Huomaa, että lisäämällä tippa mustetta hajoaa värinsä ja leviää koko veden tilavuuteen. Tämä on myös esimerkki epähomogeenisesta järjestelmästä.

Kun järjestelmä koostuu tietystä avaruudesta ilman tarkkoja rajoja fyysisenä kohteena, puhumme materiaalista. Aineessa on joukko ominaisuuksia, kuten massa, tilavuus, kemiallinen koostumus, tiheys, väri jne..

indeksi

• 1 Järjestelmän ominaisuudet ja tilat
  • 1.1 Laajat ominaisuudet
  • 1.2 Intensiiviset ominaisuudet  
  • 1.3
• 2 Homogeenisten, heterogeenisten ja epähomogeenisten järjestelmien ominaisuudet
  • 2.1 Yhtenäinen järjestelmä
  • 2.2 - heterogeeninen järjestelmä
  • 2.3 - Inhomogeeninen järjestelmä
• 3 Esimerkkejä inhomogeenisistä järjestelmistä
  • 3.1 Pisara mustetta tai väriainetta vedessä
  • 3.2 Veden aallot
  • 3.3 Inspiraatio
  • 3.4 Vanhentuminen
• 4 Viitteet

Järjestelmän ominaisuudet ja tilat

Aineen fysikaaliset ominaisuudet jaetaan laajoihin ominaisuuksiin ja intensiivisiin ominaisuuksiin.

Laajat ominaisuudet

Ne riippuvat tarkasteltavan näytteen koosta, esimerkiksi sen massasta ja tilavuudesta.

Intensiiviset ominaisuudet  

Ne ovat ne, jotka eivät vaihda otetun näytteen koon mukaan. Näiden ominaisuuksien joukossa ovat lämpötila, tiheys ja konsentraatio.

Valtiot

Toisaalta järjestelmä riippuu myös vaiheesta tai tilasta, jossa asia liittyy mainittuihin ominaisuuksiin. Näin ollen aineella on kolme fyysistä tilaa: kiinteä, kaasumainen ja neste.

Materiaali voi esittää yhden tai useamman fyysisen tilan; sellainen on nestemäisen veden tilanne, jossa on tasapainoa jäällä, suspendoitunut kiinteä aine.

Homogeenisten, heterogeenisten ja epähomogeenisten järjestelmien ominaisuudet

Homogeeninen järjestelmä

Homogeeniselle järjestelmälle on tunnusomaista, että sillä on sama kemiallinen koostumus ja samat intensiiviset ominaisuudet kaikissa sen laajennuksissa. Siinä on yksi vaihe, joka voi olla kiinteässä, nestemäisessä tai kaasumaisessa tilassa.

Esimerkkejä homogeenisesta järjestelmästä ovat: puhdas vesi, alkoholi, teräs ja sokeri liuotettuna veteen. Tämä seos muodostaa todellisen ratkaisun, jolle on tunnusomaista, että liuenneen aineen halkaisija on alle 10 millimetriä, mikä on vakaa painovoiman ja ultrasentrifugoinnin suhteen.

-Heterogeeninen järjestelmä

Heterogeeninen järjestelmä esittää erilaisia ​​arvoja joillekin intensiivisille ominaisuuksille tarkasteltavan järjestelmän eri paikoissa. Paikat erotetaan epäjatkuvuuspinnoilla, jotka voivat olla kalvon rakenteita tai hiukkasten pintoja.

Savihiukkasten hajaantuminen vedessä on esimerkki heterogeenisestä järjestelmästä. Hiukkaset eivät liukene veteen ja pysyvät suspensiossa, kun järjestelmän sekoitus säilyy.

Kun sekoitus lopetetaan, savihiukkaset laskeutuvat painovoiman vaikutuksesta.

Samoin veri on esimerkki heterogeenisestä järjestelmästä. Se muodostuu plasmasta ja soluryhmästä, johon kuuluvat erytrosyytit, jotka plasmasta erotetaan plasmamembraaneilla, jotka toimivat epäjatkuvuuden pintoina.

Punasoluilla ja erytrosyyttien sisäosilla on eroja tiettyjen elementtien, kuten natriumin, kaliumin, kloorin, bikarbonaatin jne., Pitoisuudessa..

-Inhomogeeninen järjestelmä

Sille on tunnusomaista se, että sillä on eroja eräiden intensiivisten ominaisuuksien välillä järjestelmän eri osissa, mutta näitä osia ei erotella hyvin määritellyt epäjatkuvuuspinnat..

Jatkuvuuspinnat

Nämä epäjatkuvuuspinnat voivat olla esimerkiksi plasmamembraaneja, jotka erottavat solun sisäpuolen ympäristöstään tai elimet kattavista kudoksista..

Sanotaan, että epähomogeenisessa järjestelmässä epäjatkuvuuspinnat eivät näy eikä käytä ultramikroskopiaa. Epähomogeenisen järjestelmän pisteet erotetaan pääasiassa ilman ja vesiliuosten avulla biologisissa järjestelmissä.

Epähomogeenisen järjestelmän kahden pisteen välillä voi olla esimerkiksi jonkin elementin tai yhdisteen konsentraatioerotus. Pisteiden välillä voi esiintyä myös lämpötilaeroa.

Energian tai aineen leviäminen

Edellä mainituissa olosuhteissa järjestelmän kahden pisteen välillä tapahtuu aineen tai energian (lämmön) passiivinen virtaus (joka ei vaadi energiankulutusta). Siksi lämpö siirtyy viileämpiin alueisiin ja aineeseen enemmän laimennettuihin alueisiin. Täten tämän diffuusion ansiosta konsentraation ja lämpötilan alenemisen erot.

Diffuusio tapahtuu yksinkertaisen diffuusiomekanismin avulla. Tässä tapauksessa se riippuu pohjimmiltaan kahden pisteen välisen konsentraation gradientista, etäisyydestä, joka erottaa ne ja helpottaa pisteiden keskipisteen ylittämistä.

Järjestelmän pisteiden välisen keskittymiseron ylläpitämiseksi tarvitaan energian tai aineen syöttöä, koska pitoisuudet olisivat yhtä suuret kaikissa pisteissä. Niinpä inhomogeeninen järjestelmä olisi homogeeninen järjestelmä.

tasapainottomuus

Ominaisuus erottua epähomogeenisesta järjestelmästä on sen epävakaus, miksi monissa tapauksissa se tarvitsee energiahuoltoa sen ylläpitämiseksi.

Esimerkkejä inhomogeenisistä järjestelmistä

Pisara mustetta tai väriainetta vedessä

Lisäämällä vesipisaraan tippa väriainetta, aluksi väriaineen pitoisuus on suurempi veden pinnalla..

Siksi värin konsentraatiossa on eroa veden lasin pinnan ja alla olevien pisteiden välillä. Lisäksi ei ole epäjatkuvuuspintaa. Näin ollen tämä on epäomogeeninen järjestelmä.

Seuraavaksi, koska konsentraatiogradientti on olemassa, väriaine diffundoituu nesteen sinistä kohti, kunnes väriaineen konsentraatio koko lasin vedessä on tasaantunut, jolloin saadaan homogeeninen järjestelmä..

Veden aallot

Heittämällä kivi lammen veden pinnalle tapahtuu häiriö, joka leviää samankeskisten aaltojen muodossa kiven vaikutuskohdasta..

Kivi, joka vaikuttaa useisiin vesipartikkeleihin, välittää heille energiaa. Siksi on kivihiilen alun perin kosketuksissa olevien hiukkasten ja pinnalla olevien muiden vesimolekyylien välinen energiaero.

Tässä tapauksessa epäjatkuvuuspinnan puuttuessa havaittu järjestelmä on epähomogeeninen. Kiven vaikutuksesta tuotettu energia leviää veden pinnalle aallon muodossa ja saavuttaa loput vesimolekyylit pinnalla.

inspiraatio

Hengityksen sisäänhengitysvaihe tapahtuu lyhyesti seuraavasti: kun sisäänhengityslihakset supistuvat, erityisesti kalvo, rintakehän laajeneminen tapahtuu. Tämän seurauksena on taipumus lisätä alveoluksen tilavuutta.

Alveolaarinen distension aikaansaa intraalveolaarisen ilmanpaineen laskun, mikä tekee siitä vähemmän kuin ilmakehän paine. Tämä tuottaa ilmavirtausta ilmakanavista alveoleihin ilmakanavien kautta.

Sitten inspiraation alussa on siiven ja alveolien välinen paine-ero sen lisäksi, että mainittujen anatomisten rakenteiden välillä ei ole epäjatkuvuuspintoja. Siksi nykyinen järjestelmä on inhomogeeninen.

päättyminen

Hengitysvaiheessa tapahtuu päinvastainen ilmiö. Sisäsuolen paine tulee suuremmaksi kuin ilmakehän paine ja ilma virtaa ilmakanavien läpi, alveoleista ilmakehään, kunnes loppu-uloshengityspaineet on tasoitettu.

Sitten päättymisen alussa on olemassa kahden paineen, keuhkojen alveolien ja sierainten välinen paine-ero. Lisäksi kahden anatomisen rakenteen välillä ei ole epäjatkuvuuspintoja, joten tämä on epäomogeeninen järjestelmä.

viittaukset

1. Wikipedia. (2018). Materiaalijärjestelmä. Otettu: en.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29. helmikuuta 2012). Córdoban kansallinen yliopisto. Haettu osoitteesta: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Kemia-luokat. (2008). Fysikokemialliset. Otettu: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. ja Macarulla, J. M. Physiological Physicochemistry. 1984. Sixth Edition. Toimittaja Interamericana.
5. Ganong, W. F. Lääketieteellisen fysiologian katsaus. 2003 Kaksikymmentäensimmäinen painos. McGraw-Hill-yhtiöt, inc.