De inhomogent system Det är en som trots dess uppenbara homogenitet kan dess egenskaper variera på vissa platser i rymden. Till exempel luftens sammansättning, även om det är en homogen blandning av gaser, ändras beroende på höjd.
Men vad är ett system? Ett system definieras generellt som en uppsättning av inbördes relaterade element som fungerar som en helhet. Det kan också läggas till att dess element ingriper tillsammans för att uppfylla en specifik funktion. Detta är fallet med matsmältnings-, cirkulations-, nerv-, endokrina, njur- och andningssystem..
Ett system kan dock vara något så enkelt som ett glas vatten (toppbild). Observera att när du lägger till en droppe bläck bryts det ner i dess färger och sprider sig över vattenvolymen. Detta är också ett exempel på ett inhomogent system.
När systemet består av ett specifikt utrymme utan exakta gränser såsom ett fysiskt objekt, kallas det då ett materiellt system. Materien har en uppsättning egenskaper som massa, volym, kemisk sammansättning, densitet, färg, etc..
Artikelindex
De fysiska egenskaperna hos materia är uppdelade i omfattande egenskaper och intensiva egenskaper.
De beror på storleken på provet som beaktas, till exempel dess massa och dess volym.
Det är sådana som inte varierar med storleken på det prov som beaktas. Dessa egenskaper inkluderar temperatur, densitet och koncentration..
Å andra sidan beror ett system också på fasen eller tillståndet i vilket materia är relaterat till dessa egenskaper. Således har materien tre fysiska tillstånd: fast, gasformig och flytande..
Ett material kan ha ett eller flera fysiska tillstånd; sådant är fallet med flytande vatten i jämvikt med is, en fast substans i suspension.
Det homogena systemet kännetecknas av att ha samma kemiska sammansättning och samma intensiva egenskaper hela tiden. Den har en enda fas som kan vara i fast tillstånd, flytande tillstånd eller gasform.
Exempel på det homogena systemet är: rent vatten, alkohol, stål och socker upplöst i vatten. Denna blandning utgör det som kallas en verklig lösning, kännetecknad av att den lösta produkten har en diameter på mindre än 10 millimikra, som är stabil mot gravitation och ultracentrifugering..
Det heterogena systemet presenterar olika värden för några av de intensiva egenskaperna på olika platser i det aktuella systemet. Platserna är åtskilda av ytor av diskontinuitet, som kan vara membranstrukturer eller partiklar..
Den grova dispersionen av lerpartiklar i vatten är ett exempel på ett heterogent system. Partiklarna löses inte upp i vattnet och förblir i suspension så länge systemet rörs om..
När omrörningen upphör sätter sig lerpartiklarna under tyngdkraftsverkan..
På samma sätt är blod ett exempel på ett heterogent system. Den består av plasma och en grupp celler, bland vilka är erytrocyter, separerade från plasma genom sina plasmamembran som fungerar som diskontinuitetsytor..
Plasma och det inre av erytrocyter har skillnader i koncentrationen av vissa element såsom natrium, kalium, klor, bikarbonat etc..
Det kännetecknas av att det finns skillnader mellan några av de intensiva egenskaperna i olika delar av systemet, men dessa delar är inte åtskilda av väldefinierade diskontinuitetsytor.
Dessa diskontinuitetsytor kan exempelvis vara plasmamembran som separerar cellinredningen från dess omgivning eller vävnaderna som leder ett organ..
Det sägs att i ett inhomogent system är diskontinuitetsytorna inte synliga även med ultramikroskopi. Punkterna i det inhomogena systemet är grundläggande åtskilda av luft och vattenlösningar i biologiska system.
Mellan två punkter i det inhomogena systemet kan det exempelvis finnas en skillnad i koncentrationen av något element eller förening. En temperaturskillnad kan också uppstå mellan punkterna.
Under ovanstående omständigheter inträffar ett passivt flöde (som inte kräver energiförbrukning) av materia eller energi (värme) mellan de två punkterna i systemet. Därför kommer värme att migrera till kallare områden och betyda till mer utspädda områden. Skillnaderna i koncentration och temperatur minskar alltså tack vare denna diffusion..
Diffusion sker genom den enkla diffusionsmekanismen. I det här fallet beror det i grunden på förekomsten av en koncentrationsgradient mellan två punkter, avståndet som skiljer dem och lättheten att korsa mediet mellan punkterna..
För att upprätthålla skillnaden i koncentration mellan punkterna i systemet krävs en tillförsel av energi eller materia, eftersom koncentrationerna skulle utjämnas vid alla punkter. Därför skulle det inhomogena systemet bli ett homogent system.
Ett kännetecken för det inhomogena systemet är dess instabilitet, varför det i många fall kräver en strömförsörjning för underhållet..
Genom att tillsätta en droppe färgämne på vattenytan kommer koncentrationen av färgämnet initialt att vara högre på vattenytan.
Därför finns det en skillnad i koncentrationen av färgämnet mellan ytan på glaset med vatten och de underliggande fläckarna. Det finns inte heller någon diskontinuitetsyta. Sammanfattningsvis är detta ett inhomogent system.
Därefter, på grund av förekomsten av en koncentrationsgradient, kommer färgämnet att diffundera in i vätskan tills koncentrationen av färgämnet i allt vatten i glaset är lika, vilket återger det homogena systemet.
När en sten kastas på vattenytan i en damm produceras en störning som sprider sig i form av koncentriska vågor från stens slagplats..
Stenen när den träffar ett antal vattenpartiklar överför energi till dem. Därför finns det en energisk skillnad mellan partiklarna som ursprungligen var i kontakt med stenen och resten av vattenmolekylerna på ytan..
Eftersom det inte finns någon yta av diskontinuitet i detta fall är det observerade systemet inhomogent. Den energi som produceras av stenens inverkan sprider sig på vattenytan i vågform och når resten av vattenmolekylerna på ytan..
Andningsfasen av andningen sker kort på följande sätt: när inspirationsmusklerna dras samman, särskilt membranet, blir det en utvidgning av bröstkorgen. Detta resulterar i en tendens att öka volymen av alveolen..
Alveolär distans producerar en minskning av det intraalveolära lufttrycket, vilket gör det mindre än atmosfärstrycket. Detta producerar ett flöde av luft från atmosfären till alveolerna genom luftkanalerna..
Sedan, i början av inspiration, finns det en tryckskillnad mellan näsborrarna och alveolerna, förutom att det inte finns några diskontinuitetsytor mellan de nämnda anatomiska strukturerna. Därför är det nuvarande systemet inhomogent.
I utgångsfasen inträffar det motsatta fenomenet. Intraalveolärt tryck blir högre än atmosfärstrycket och luft strömmar genom luftkanalerna, från alveolerna till atmosfären, tills trycket utjämnas i slutet av utgången..
Så i början av utgången finns det en tryckdifferens mellan två punkter, lungalveolerna och näsborrarna. Dessutom finns det inga ytor av diskontinuitet mellan de två angivna anatomiska strukturerna, så detta är ett inhomogent system..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.