Układ niejednorodny

Przykład niejednorodnego układu, w którym barwnik rozprzestrzenia się przez objętość wody

Co to jest system niejednorodny?

A Układ niejednorodny Jest to, że pomimo pozornej jednorodności, jego właściwości mogą się różnić w niektórych przestrzeniach przestrzeni. Na przykład skład powietrza, nawet jeśli jest to jednorodna mieszanka gazu, zmienia się w zależności od wysokości.

System jest ogólnie zdefiniowany jako zestaw elementów związanych ze sobą i ten funkcjonuje jako całość. Można również dodać, że jego elementy interweniują wspólnie, aby wypełnić określoną funkcję. Tak jest w przypadku układu trawiennego, krążenia, nerwowego, hormonalnego, nerkowego i oddechowego.

Jednak system może być czymś tak prostym jak szkło z wodą (doskonały obraz). Zauważ, że dodając kroplę atramentu, włamuje się do kolorów i rozprzestrzenia się w całej objętości wody. Jest to również przykład niejednorodnego układu.

Kiedy system składa się z określonej przestrzeni bez precyzyjnych granic, jako obiekt fizyczny, mówi się o systemie materialnym. Podmiot przedstawia zestaw właściwości, takich jak masa, objętość, skład chemiczny, gęstość, kolor itp.

Charakterystyka niejednorodnych układów

Charakteryzuje się różnicami między niektórymi intensywnymi właściwościami w różnych częściach systemu, ale części te nie są oddzielone przez dobrze zdefiniowane powierzchnie nieciągłości.

Powierzchnie nieciągłości

Te powierzchnie nieciągłości mogą być na przykład błony plazmatyczne, które oddzielają wnętrze komórkowe od otoczenia lub tkanki pokrywające narząd.

Może Ci służyć: Operacje jednostkowe

Mówi się, że w niejednorodnych powierzchniach nieciągłości nie są widoczne ani nie stosują ultramikroskopii. Punkty niejednorodnego systemu są zasadniczo roztworami powietrznymi i wodnymi w układach biologicznych.

Pomiędzy dwoma punktami niejednorodnego układu może istnieć, na przykład, różnica w stężeniu jakiegoś elementu lub związku. Różnica temperatury może również wystąpić między punktami.

Rozpowszechnianie energii lub materii

W powyższych okolicznościach występuje pasywny przepływ (który nie wymaga wydatku energetycznego) materii lub energii (ciepła) między dwoma punktami systemu. Dlatego ciepło migruje do najzimniejszych obszarów i ma znaczenie do najbardziej rozcieńczonych obszarów. Zatem różnice w stężeniu i temperaturze zmniejszają się dzięki tej dyfuzji.

Dyfuzja występuje przez prosty mechanizm dyfuzji. W tym przypadku zależy to zasadniczo od istnienia gradientu stężenia między dwoma punktami, odległości, która je oddziela i łatwość przekraczania medium między punktami.

Aby zachować różnicę w stężeniu między punktami systemu, wymagana jest dostawa energii lub materii, ponieważ stężenia we wszystkich punktach byłyby dopasowane. Dlatego system niejednorodny stałby się systemem jednorodnym.

Niestabilność

Cechą, którą można podkreślić z niejednorodnego systemu, jest jego niestabilność, więc w wielu przypadkach wymaga dostarczenia energii do jego utrzymania.

Przykłady niejednorodnych układów

Kropla atramentu lub barwnika w wodzie

Dodając kroplę barwnika na powierzchni wody, początkowo stężenie kolorowania będzie wyższe na powierzchni wody.

Może ci służyć: węglan cynku (ZNCO3): Struktura, właściwości, użycia

Dlatego istnieje różnica w stężeniu barwnika między powierzchnią naczynia wody a punktami podstawowymi. Ponadto nie ma powierzchni nieciągłości. Podsumowując, jest to system niejednorodny.

Następnie, ze względu na istnienie gradientu stężenia, barwnik rozprzestrzeni się na bosom cieczy, aż stężenie kolorowania będzie równe całej wodzie szkła, odtwarzając układ jednorodny.

Odpuszczenie wody

Podczas rzucania kamieniem na powierzchnię wody stawu występuje zakłócenia, które rozprzestrzeniają się w postaci koncentrycznych fal z miejsca uderzenia kamienia.

Kamień, gdy wpływa na wiele cząstek wody, przenosi energię. Dlatego istnieje różnica energii między cząsteczkami początkowo w kontakcie z kamieniem i resztą cząsteczek wody na powierzchni.

Nie ma w tym przypadku powierzchni nieciągłości, obserwowany układ jest niejednorodny. Energia wytwarzana przez uderzenie kamienia rozprzestrzenia się na powierzchni wody w kształcie fali, docierając do reszty cząsteczek wody na powierzchni.

Inspiracja

Faza inspiracji oddychania, krótko występuje w następujący sposób: podczas zawierania mięśni wdechowych, zwłaszcza przepony, następuje rozszerzenie klatki piersiowej. Powoduje to tendencję do zwiększania objętości pęcherzyka płucnego.

Rozszerzenie pęcherzykowe powoduje zmniejszenie śródlodowego ciśnienia powietrza, co czyni go mniejszym niż atmosferycznym ciśnieniem powietrza. To wytwarza przepływ powietrza z atmosfery do pęcherzyków płucnych, przez kanały powietrzne.

Może ci służyć: hydrazyna: struktura, właściwości, synteza, zastosowania

Następnie na początku inspiracji istnieje różnica ciśnienia między nozdrzami a pęcherzykami, oprócz nieistnienia powierzchni nieciągłości między wymienionymi strukturami anatomicznymi. Dlatego obecny układ jest niejednorodny.

Wygaśnięcie

W fazie ważności występuje odwrotne zjawisko. Ciśnienie śródlosowe staje się większe niż ciśnienie atmosferyczne i przepływy powietrza przez przewody powietrzne, od pęcherzyków do atmosfery, aż ciśnienia nie zostaną wyrównane na końcu wygaśnięcia.

Następnie na początku wygaśnięcia istnieje różnica ciśnienia między dwoma punktami, pęcherzykami płucnymi i nozdrzami. Ponadto nie ma powierzchni nieciągłości między dwoma strukturami anatomicznymi, więc jest to system niejednorodny.

Bibliografia

1. System materiałowy. Zaczerpnięte: to jest.Wikipedia.org
2. Jiménez Vargas, J. i Macarulla, J. M. Fizjologiczna fizykochemia (1984). Szósta edycja. Międzyamerykański redakcja.