Inhomogene systemegenskaper og eksempler

den inhomogene system er en som til tross for sin tilsynelatende homogenitet, kan dens egenskaper variere i visse steder av plass. Sammensetningen av luften, for eksempel, selv om den er en homogen blanding av gasser, endres i henhold til høyden.

Men hva er et system? Et system er generelt definert som et sett av sammenhengende elementer som fungerer som en helhet. Det kan også legges til at dets elementer griper sammen for å oppfylle en bestemt funksjon. Dette gjelder for fordøyelses-, sirkulasjons-, nervøs, endokrine, nyre- og respiratoriske systemer.

Et system kan imidlertid være noe så enkelt som et glass med vann (toppbilde). Legg merke til at det legges en blekkdråpe ned i farger og sprer seg gjennom hele volumet av vann. Dette er også et eksempel på et inhomogent system.

Når systemet består av en bestemt plass uten presise grenser som et fysisk objekt, snakker vi om et materielt system. Matter presenterer et sett med egenskaper som masse, volum, kjemisk sammensetning, tetthet, farge, etc..

index

• 1 Egenskaper og tilstander til et system
  • 1.1 De omfattende egenskapene
  • 1.2 Intensive egenskaper  
  • 1.3 Statsforhold
• 2 Egenskaper av de homogene, heterogene og inhomogene systemer
  • 2.1 Ensartet system
  • 2.2 - heterogent system
  • 2.3 - Inhomogen system
• 3 Eksempler på inhomogene systemer
  • 3.1 En dråpe blekk eller fargestoff i vann
  • 3.2 Ripples av vann
  • 3.3 Inspirasjon
  • 3.4 Utløp
• 4 referanser

Egenskaper og tilstander til et system

Materiellets fysiske egenskaper er delt inn i omfattende egenskaper og intensive egenskaper.

De omfattende egenskapene

De avhenger av størrelsen på prøven som vurderes, for eksempel dens masse og dens volum.

De intensive egenskapene  

De er de som ikke varierer med størrelsen på prøven som vurderes. Blant disse egenskapene er temperatur, tetthet og konsentrasjon.

Materiell

På den annen side avhenger et system også av fase eller tilstand der saken er relatert til nevnte egenskaper. Dermed presenterer materie tre fysiske tilstander: fast, gassformig og flytende.

Et materiale kan presentere en eller flere fysiske tilstander; Slik er det tilfelle av flytende vann i likevekt med is, et suspendert faststoff.

Egenskaper for homogene, heterogene og inhomogene systemer

Homogent system

Det homogene systemet er preget av å ha samme kjemiske sammensetning og de samme intensive egenskaper i hele sin forlengelse. Den presenterer en enkelt fase som kan være i fast tilstand, flytende tilstand eller gassformig tilstand.

Eksemplene på det homogene systemet er: rent vann, alkohol, stål og sukker oppløst i vann. Denne blandingen utgjør det som kalles en ekte løsning, karakterisert ved at løsningen har en diameter på mindre enn 10 millimikre, som er stabil mot tyngdekraften og ultracentrifugering.

-Heterogent system

Det heterogene systemet presenterer forskjellige verdier for noen av de intensive egenskapene i ulike sider av systemet som vurderes. Nettstedene er adskilt av diskontinuitetsflater, som kan være membranstrukturer eller overflater av partiklene.

Den brutto dispersjon av leirepartikler i vann er et eksempel på et heterogent system. Partiklene oppløses ikke i vannet og forblir i suspensjon mens omrøringen av systemet opprettholdes.

Når agitasjonen opphører, avgjøres leirepartiklene under tyngdekraften.

På samme måte er blod et eksempel på et heterogent system. Det utgjøres av plasma og en cellegruppe, blant annet er erytrocytter, separert fra plasmaet ved deres plasmamembraner som fungerer som overflater av diskontinuitet.

Plasma og det indre av erytrocytene har forskjeller i konsentrasjonen av visse elementer som natrium, kalium, klor, bikarbonat, etc..

-Inhomogen system

Det er preget av å ha forskjeller mellom noen av de intensive egenskapene i ulike deler av systemet, men disse delene skilles ikke fra veldefinerte diskontinuitetsflater..

Diskontinuitet overflater

Disse diskontinuitetsflatene kan for eksempel være plasmamembranene som adskiller det cellulære interiøret fra omgivelsene eller vevene som dekker et organ.

Det sies at overflater i et inhomogent system ikke er synlige eller ved bruk av ultramikroskopi. Poengene til det inhomogene systemet separeres hovedsakelig av luft og vandige løsninger i biologiske systemer.

Mellom to punkter i det inhomogene systemet kan det for eksempel være en konsentrasjonsforskjell av noe element eller forbindelse. En forskjell i temperatur kan også forekomme mellom punktene.

Diffusjon av energi eller materie

Under de ovennevnte omstendighetene forekommer en passiv strømning (som ikke krever energiforbruk) av materie eller energi (varme) mellom systemets to punkter. Derfor vil varmen migrere til kjøligere områder og materie til mer fortynnede områder. Dermed reduseres forskjeller i konsentrasjon og temperatur takket være denne diffusjonen.

Spredningen skjer ved hjelp av den enkle diffusjonsmekanismen. I dette tilfellet avhenger det fundamentalt av eksistensen av en gradient av konsentrasjon mellom to punkter, avstanden som skiller dem og det enkle å krysse midt mellom punktene.

For å opprettholde differansen i konsentrasjonen mellom punktene i systemet krever en tilførsel av energi eller materie, siden konsentrasjonene vil være lik på alle punkter. Derfor vil det inhomogene systemet bli et homogent system.

ustøhet

En egenskap for å skille seg ut fra det inhomogene systemet er dens ustabilitet, grunnen til at det i mange tilfeller krever en energiforsyning for vedlikehold.

Eksempler på inhomogene systemer

En dråpe blekk eller fargestoff i vann

Ved å legge til en dråpe fargestoff til overflaten av vannet, vil konsentrasjonen av fargestoffet først være høyere på overflaten av vannet.

Derfor er det en forskjell i fargestoffets konsentrasjon mellom overflaten av glasset og de underliggende punktene. I tillegg er det ingen diskontinuitet overflate. Så til slutt er dette et inhomogent system.

På grunn av eksistensen av en konsentrasjonsgradient vil deretter fargen diffundere mot væskens sinus inntil konsentrasjonen av fargestoffet i alt vannet i glasset blir utlignet, reproduksjon av det homogene systemet.

Ripples av vannet

Ved å kaste en stein på overflaten av en damns vann oppstår det en forstyrrelse som forplanter seg i form av konsentriske bølger fra steinets støtsted.

Stenen på å påvirke en rekke vannpartikler overfører dem energi. Derfor er det en energiforskjell mellom partiklene i utgangspunktet i kontakt med steinen og resten av vannmolekyler på overflaten.

I fravær av en diskontinuitetsflate i dette tilfelle er det observerte system inhomogen. Energien som produseres av steinens påvirkning, forplantes på overflaten av vannet i form av en bølge, og når resten av vannmolekylene på overflaten.

inspirasjon

Inspirasjonsfasen av pusten opptrer kort på følgende måte: når de inspirerende musklene trekker sammen, spesielt membranen, oppstår en ekspansjon av thoraxburet. Dette har som følge av en tendens til å øke volumet av alveolus.

Alveolar distensjon gir en reduksjon i intraalveolært lufttrykk, noe som gjør det mindre enn atmosfærisk lufttrykk. Dette gir en luftstrøm fra atmosfæren til alveolene, gjennom luftkanaler.

Deretter er det i begynnelsen av inspirasjon en trykkforskjell mellom neseborene og alveolene, i tillegg til manglende eksistens av overflater av diskontinuitet mellom nevnte anatomiske strukturer. Derfor er det foreliggende system inhomogen.

utløps

I utåndingsfasen oppstår det motsatte fenomenet. Det intraleveolære trykket blir større enn atmosfæretrykket, og luften strømmer gjennom luftpassasjer, fra alveolene til atmosfæren, til det utløpende trykket utjevnes.

Deretter er det ved begynnelsen av utløpet eksistensen av en trykkforskjell mellom to punkter, lungalveolene og neseborene. I tillegg er det ingen overflater av diskontinuitet mellom de to anatomiske strukturer som er angitt, så dette er et inhomogent system.

referanser

1. Wikipedia. (2018). Materialsystem. Hentet fra: en.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29. februar 2012). National University of Córdoba. Hentet fra: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Kjemaklasser. (2008). Fysio. Tatt fra: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. og Macarulla, J. M. Physiological Physicochemistry. 1984. Sjette utgave. Editorial Interamericana.
5. Ganong, W. F. Gjennomgang av medisinsk fysiologi. 2003 Twenty-first Edition. McGraw-Hill Companies, inc.