Inhomogene systeemkenmerken en voorbeelden

de inhomogeen systeem is er een die, ondanks zijn schijnbare homogeniteit, de eigenschappen ervan op bepaalde locaties in de ruimte kunnen variëren. De samenstelling van de lucht, bijvoorbeeld, zelfs als het een homogeen mengsel van gassen is, verandert afhankelijk van de hoogte.

Maar wat is een systeem? Een systeem wordt over het algemeen gedefinieerd als een set onderling gerelateerde elementen die als een geheel functioneren. Het kan ook worden toegevoegd dat de elementen ervan gezamenlijk ingrijpen om een ​​bepaalde functie te vervullen. Dit is het geval van de spijsverterings-, bloedsomloop-, zenuw-, endocriene, renale en respiratoire systemen.

Een systeem kan echter zoiets simpels zijn als een glas met water (bovenste afbeelding). Merk op dat het toevoegen van een druppel inkt afbreekt in zijn kleuren en zich verspreidt over het watervolume. Dit is ook een voorbeeld van een inhomogeen systeem.

Wanneer het systeem bestaat uit een specifieke ruimte zonder precieze limieten als een fysiek object, dan spreken we van een materieel systeem. Materie presenteert een reeks eigenschappen zoals massa, volume, chemische samenstelling, dichtheid, kleur, etc..

index

• 1 Eigenschappen en toestanden van een systeem
  • 1.1 De uitgebreide eigenschappen
  • 1.2 Intensieve eigenschappen  
  • 1.3 Staten van materie
• 2 Kenmerken van de homogene, heterogene en inhomogene systemen
  • 2.1 Uniform systeem
  • 2.2 - heterogeen systeem
  • 2.3 - Inhomogeen systeem
• 3 Voorbeelden van inhomogene systemen
  • 3.1 Een druppel inkt of kleurstof in water
  • 3.2 De rimpelingen van water
  • 3.3 Inspiratie
  • 3.4 Vervaldatum
• 4 Referenties

Eigenschappen en toestanden van een systeem

De fysieke eigenschappen van materie zijn onderverdeeld in uitgebreide eigenschappen en intensieve eigenschappen.

De uitgebreide eigenschappen

Ze zijn afhankelijk van de grootte van het monster in kwestie, bijvoorbeeld de massa en het volume.

De intensieve eigenschappen  

Dit zijn de waarden die niet variëren met de grootte van het monster in kwestie. Onder deze eigenschappen zijn temperatuur, dichtheid en concentratie.

Staten van materie

Aan de andere kant hangt een systeem ook af van de fase of toestand waarin de materie gerelateerd is aan genoemde eigenschappen. Materie vertoont dus drie fysieke toestanden: vast, gasvormig en vloeibaar.

Een materiaal kan een of meer fysieke toestanden presenteren; dat is het geval van vloeibaar water in evenwicht met ijs, een gesuspendeerde vaste stof.

Kenmerken van homogene, heterogene en inhomogene systemen

Homogeen systeem

Het homogene systeem wordt gekenmerkt door dezelfde chemische samenstelling en dezelfde intensieve eigenschappen in al zijn uitbreiding. Het presenteert een enkele fase die zich in vaste, vloeibare of gasvormige toestand kan bevinden.

De voorbeelden van het homogene systeem zijn: zuiver water, alcohol, staal en suiker opgelost in water. Dit mengsel vormt wat een echte oplossing wordt genoemd, gekenmerkt doordat de opgeloste stof een diameter heeft van minder dan 10 millimicres, stabiel is aan zwaartekracht en ultracentrifugatie.

-Heterogeen systeem

Het heterogene systeem presenteert verschillende waarden voor enkele van de intensieve eigenschappen op verschillende locaties van het beschouwde systeem. De locaties zijn gescheiden door discontinuïteitoppervlakken, die vliezige structuren of oppervlakken van de deeltjes kunnen zijn.

De grove dispersie van kleideeltjes in water is een voorbeeld van een heterogeen systeem. De deeltjes lossen niet op in het water en blijven in suspensie terwijl het roeren van het systeem wordt gehandhaafd.

Wanneer de agitatie ophoudt, bezinken de kleideeltjes onder invloed van de zwaartekracht.

Evenzo is bloed een voorbeeld van een heterogeen systeem. Het wordt gevormd door het plasma en een celgroep, waaronder de erytrocyten, gescheiden van het plasma door hun plasmamembranen die fungeren als oppervlakken van discontinuïteit.

Het plasma en het inwendige van de erythrocyten hebben verschillen in de concentratie van bepaalde elementen zoals natrium, kalium, chloor, bicarbonaat, enz..

-Inhomogeen systeem

Het wordt gekenmerkt door verschillen tussen enkele van de intensieve eigenschappen in verschillende delen van het systeem, maar deze delen worden niet gescheiden door goed gedefinieerde discontinuïteitoppervlakken..

Discontinuïteit oppervlakken

Deze discontinuïteitoppervlakken kunnen bijvoorbeeld de plasmamembranen zijn die het cellulaire inwendige scheiden van zijn omgeving of de weefsels die een orgaan bedekken.

Er wordt gezegd dat in een inhomogeen systeem discontinuïteiten niet zichtbaar zijn en ook geen ultramicroscopie gebruiken. De punten van het inhomogene systeem worden hoofdzakelijk gescheiden door lucht en waterige oplossingen in biologische systemen.

Tussen twee punten van het inhomogene systeem kan er bijvoorbeeld een concentratieverschil zijn van een element of een verbinding. Er kan ook een verschil in temperatuur optreden tussen de punten.

Diffusie van energie of materie

Onder de bovengenoemde omstandigheden treedt een passieve stroom (die geen energieverbruik vereist) van materie of energie (warmte) op tussen de twee punten van het systeem. Daarom zal warmte migreren naar koelere gebieden en van belang zijn voor meer verdunde gebieden. Aldus nemen de verschillen in concentratie en temperatuur af dankzij deze diffusie.

De diffusie vindt plaats door het eenvoudige diffusiemechanisme. In dit geval hangt het fundamenteel af van het bestaan ​​van een gradiënt van concentratie tussen twee punten, de afstand die hen scheidt en het gemak om het midden tussen de punten te kruisen.

Om het verschil in concentratie tussen de punten van het systeem te behouden, is een toevoer van energie of materie nodig, omdat de concentraties in alle punten gelijk zouden zijn. Daarom zou het inhomogene systeem een ​​homogeen systeem worden.

wankel

Een kenmerk om zich te onderscheiden van het inhomogene systeem is zijn instabiliteit, reden waarom het in veel gevallen een energievoorziening vereist voor zijn onderhoud.

Voorbeelden van inhomogene systemen

Een druppel inkt of kleurstof in water

Door een druppel kleurstof aan het oppervlak van het water toe te voegen, zal de concentratie van de kleurstof aanvankelijk hoger zijn op het oppervlak van het water.

Daarom is er een verschil in de concentratie van de kleurstof tussen het oppervlak van het glas water en de onderliggende punten. Bovendien is er geen discontinuïteit oppervlak. Dus, tot slot, dit is een inhomogeen systeem.

Vervolgens zal, vanwege het bestaan ​​van een concentratiegradiënt, de kleurstof naar de sinus van de vloeistof diffunderen totdat de concentratie van de kleurstof in al het water van het glas gelijk is, waardoor het homogene systeem wordt gereproduceerd.

De rimpelingen van het water

Door een steen op het oppervlak van het water van een vijver te gooien, treedt een verstoring op die zich voortplant in de vorm van concentrische golven vanaf de inslagplaats van de steen.

De steen die een aantal waterdeeltjes raakt, geeft ze energie door. Daarom is er een energieverschil tussen de deeltjes die aanvankelijk in contact waren met de steen en de rest van watermoleculen op het oppervlak.

In de afwezigheid van een discontinuïteitoppervlak in dit geval is het waargenomen systeem inhomogeen. De energie geproduceerd door de impact van de steen wordt gepropageerd op het oppervlak van het water in de vorm van een golf en bereikt de rest van de watermoleculen op het oppervlak.

inspiratie

De inspiratiefase van de ademhaling komt kort voor op de volgende manier: wanneer de inspiratiespieren samentrekken, vooral het diafragma, treedt een uitzetting van de thoracale kooi op. Dit heeft als gevolg een neiging om het volume van de alveolus te verhogen.

Alveolaire distensie produceert een afname van de intraalveolaire luchtdruk, waardoor deze minder wordt dan de atmosferische luchtdruk. Dit produceert een luchtstroom van de atmosfeer naar de longblaasjes, via de luchtkanalen.

Dan, aan het begin van inspiratie, is er een drukverschil tussen de neusgaten en de longblaasjes, naast het niet-bestaan ​​van oppervlakken van discontinuïteit tussen de genoemde anatomische structuren. Daarom is het huidige systeem inhomogeen.

vervaltijd

In de expiratiefase treedt het tegenovergestelde fenomeen op. De intraalveolaire druk wordt groter dan de atmosferische druk en de lucht stroomt door de luchtdoorgangen, van de longblaasjes naar de atmosfeer, totdat de eind-expiratoire druk gelijk is.

Dan, aan het begin van de expiratie, is er het bestaan ​​van een drukverschil tussen twee punten, de longblaasjes en de neusvleugels. Bovendien zijn er geen discontinuïteiten tussen de twee aangegeven anatomische structuren, dus dit is een inhomogeen systeem.

referenties

1. Wikipedia. (2018). Materieel systeem. Genomen uit: en.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29 februari 2012). Nationale universiteit van Córdoba. Teruggeplaatst van: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Scheikunde lessen. (2008). Fysiochemische. Genomen uit: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. en Macarulla, J. M. Physiological Physicochemistry. 1984. Zesde editie. Redactioneel Interamericana.
5. Ganong, W.F. Herziening van medische fysiologie. 2003 Twenty-First Edition. McGraw-Hill Companies, inc.