NEHOMOGENI SISTEM: ZNAČILNOSTI IN PRIMERI - KEMIJA - 2026

Inhomogeneous sistem je tisti, ki kljub svoji navidezni homogenosti, lahko njene lastnosti se razlikujejo v nekaterih mestih v prostoru. Na primer, sestava zraka, čeprav gre za homogeno mešanico 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. Dodamo lahko tudi, da njegovi elementi posegajo skupaj, da bi izpolnili določeno funkcijo. To je primer prebavnega, krvožilnega, živčnega, endokrinega, ledvičnega in dihalnega sistema.

Vir: Pixabay

Vendar pa je sistem lahko nekaj tako preprostega kot kozarec vode (zgornja slika). Upoštevajte, da se pri dodajanju kapljice črnila razgradi na njene barve in se razširi po celotnem volumnu vode. To je tudi primer nehomogenega sistema.

Kadar je sistem sestavljen iz določenega prostora brez natančnih omejitev, kot je fizični objekt, se imenuje materialni sistem. Materija ima nabor lastnosti, kot so masa, volumen, kemična sestava, gostota, barva itd.

Lastnosti in stanja sistema

Fizikalne lastnosti snovi so razdeljene na obsežne in intenzivne lastnosti.

Obsežne lastnosti

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

Intenzivne lastnosti

So tisti, ki se ne razlikujejo glede na velikost obravnavanega vzorca. Te lastnosti vključujejo temperaturo, gostoto in koncentracijo.

Stanja gradiva

Po drugi strani je sistem odvisen tudi od faze ali stanja, v katerem je zadeva povezana s temi lastnostmi. Tako ima materija tri fizikalna stanja: trdno, plinsko in tekoče.

Material ima lahko eno ali več fizičnih stanj; tak primer je tekoča voda v ravnovesju z ledom, trdna snov v suspenziji.

Značilnosti homogenih, heterogenih in nehomogenih sistemov

Homogeni sistem

Za homogeni sistem je značilno, da ima v celotni enaki kemični sestavi in ​​enake intenzivne lastnosti. Ima eno fazo, ki je lahko v trdnem, tekočem ali plinastem stanju.

Primeri homogenega sistema so: čista voda, alkohol, jeklo in sladkor, raztopljeni v vodi. Ta mešanica je resnična raztopina, značilna po tem, da ima topilo premera manj kot 10 milimetrov, stabilno do gravitacije in ultracentrifugiranja.

-Heterogeni sistem

Heterogeni sistem predstavlja različne vrednosti nekaterih intenzivnih lastnosti na različnih mestih v obravnavanem sistemu. Mesta so ločena s površinami diskontinuiteta, ki so lahko membranske strukture ali površine delcev.

Groba disperzija glinenih delcev v vodi je primer heterogenega sistema. Delci se ne raztopijo v vodi in ostanejo v suspenziji, dokler sistem vznemirja.

Ko prenehanje mešanja, se glineni delci naselijo pod vplivom gravitacije.

Podobno je kri primer heterogenega sistema. Sestavljen je iz plazme in skupine celic, med katerimi so eritrociti, ločeni od plazme s svojimi plazemskimi membranami, ki delujejo kot površine diskontinuiteta.

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

-Nehomogeni sistem

Zanj je značilno, da imajo razlike med nekaterimi intenzivnimi lastnostmi v različnih delih sistema, vendar ti deli niso ločeni z dobro opredeljenimi površinami diskontinuiteta.

Diskontinuitetne površine

Te površine diskontinuiteta so lahko na primer plazemske membrane, ki ločujejo notranjost celice od njenega okolja ali tkiva, ki povezujejo organ.

Pravijo, da v nehomogenem sistemu površine diskontinuiteta niso vidne niti z uporabo ultramikroskopske obdelave. Točke nehomogenega sistema v bioloških sistemih v glavnem ločijo zrak in vodne raztopine.

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

Razprševanje energije ali snovi

V zgornjih okoliščinah med dvema točkama sistema pride do pasivnega pretoka (ki ne zahteva porabe energije) snovi ali energije (toplote). Zato se bo toplota selila v hladnejša območja, zadeva pa v bolj razredčena območja. Tako se razlike v koncentraciji in temperaturi zmanjšujejo zahvaljujoč tej difuziji.

Do difuzije pride s preprostim difuzijskim mehanizmom. V tem primeru je bistveno odvisno od obstoja koncentracijskega gradienta med dvema točkama, razdalje, ki jih ločuje, in enostavnosti prečkanja medija med točkami.

Za ohranjanje razlike v koncentracijah med točkami sistema je potrebna zaloga energije ali snovi, saj bi bile koncentracije na vseh točkah enake. Zato bi nehomogeni sistem postal homogen sistem.

Nestabilnost

Značilnost poudarjanja nehomogenega sistema je njegova nestabilnost, zato v mnogih primerih za vzdrževanje potrebuje napajalnik.

Primeri nehomogenih sistemov

Kapljica črnila ali barvila za hrano v vodi

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

Zato obstaja razlika v koncentraciji barvila med površino kozarca vode in podložnimi mesti. Poleg tega ni površine diskontinuiteta. Torej, na koncu gre za nehomogen sistem.

Potem bo zaradi obstoja koncentracijskega gradienta barvilo difundiralo v tekočino, dokler se koncentracija barvila ne izenači v vsej vodi v kozarcu in reproducira homogeni sistem.

Vodne valovanje

Vir: Pixabay

Ko se kamen vrže na površino vode v ribniku, pride do motenja, ki se širi v obliki koncentričnih valov z mesta udarca kamna.

Kamen ob trku na številne vodne delce jim prenaša energijo. Zato je med delci, ki so sprva v stiku s kamnom, in ostalimi molekulami vode na površini energijska razlika.

Ker v tem primeru ni površine diskontinuiteta, je opaženi sistem nehomogen. Energija, ki nastane pri udarcu kamna, se v valoviti obliki širi po površini vode in doseže preostale molekule vode na površini.

Navdih

Vdihavalna faza dihanja se na kratko pojavi na naslednji način: ko se navdihujejo mišice, zlasti trebušna membrana, pride do raztezanja rebra. Posledica tega je povečanje volumna alveolusa.

Alveolarna distanca povzroči zmanjšanje intraalveolarnega zračnega tlaka, zaradi česar je manjši od atmosferskega zračnega tlaka. Tako nastane pretok zraka iz atmosfere v alveole, skozi zračne kanale.

Potem se na začetku navdiha pojavi razlika med pritiskom med nosnicami in alveoli, poleg neobstoja površin diskontinuiteta med omenjenimi anatomskimi strukturami. Zato je sedanji sistem nehomogen.

Iztek

V fazi izdiha pride do nasprotnega pojava. Intraalveolarni tlak postane višji od atmosferskega tlaka in zrak teče skozi zračne kanale, od alveolov do atmosfere, dokler se končni ekspiratorni tlaki ne izenačijo.

Torej, na začetku izdiha obstaja obstoj tlačne razlike med dvema točkama, pljučnimi alveoli in nosnicami. Poleg tega med navedenima dvema anatomskima strukturama ni površin diskontinuiteta, zato gre za nehomogeni sistem.

Reference

1. Wikipedija. (2018). Materialni sistem. Izvedeno iz: es.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29. februar 2012). Nacionalna univerza v Kordobi. Pridobljeno: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Tečaji kemije. (2008). Fizikalna kemija. Vzeto iz: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. in Macarulla, JM Fisicoquímica Fisiológica. 1984. Šesta izdaja. Uredništvo Interamericana.
5. Ganong, WF Pregled medicinske fiziologije. Enaindvajseta izdaja iz leta 2003. McGraw-Hill Companies, vklj.