Plik niejednorodny system To taki, który pomimo pozornej jednorodności, jego właściwości mogą się różnić w niektórych miejscach w przestrzeni. Na przykład skład powietrza, nawet jeśli jest to jednorodna mieszanina gazów, zmienia się w zależności od wysokości.
Ale co to jest system? System jest ogólnie definiowany jako zbiór wzajemnie powiązanych elementów, które funkcjonują jako całość. Można też dodać, że jego elementy współdziałają ze sobą, aby spełnić określoną funkcję. Tak jest w przypadku układu pokarmowego, krążenia, nerwowego, hormonalnego, nerkowego i oddechowego..
Jednak system może być czymś tak prostym, jak szklanka wody (górne zdjęcie). Zauważ, że po dodaniu kropli tuszu rozpada się na kolory i rozprowadza po całej objętości wody. To także przykład niejednorodnego systemu.
Gdy system składa się z określonej przestrzeni bez precyzyjnych ograniczeń, takich jak obiekt fizyczny, wtedy nazywany jest systemem materialnym. Materia ma zestaw właściwości, takich jak masa, objętość, skład chemiczny, gęstość, kolor itp..
Indeks artykułów
Fizyczne właściwości materii dzielą się na właściwości ekstensywne i właściwości intensywne.
Zależą one od wielkości rozpatrywanej próbki, na przykład od jej masy i objętości.
Są to takie, które nie różnią się w zależności od wielkości badanej próby. Te właściwości obejmują temperaturę, gęstość i stężenie..
Z drugiej strony system zależy również od fazy lub stanu, w którym materia jest związana z tymi właściwościami. Zatem materia ma trzy stany fizyczne: stały, gazowy i ciekły..
Materiał może mieć jeden lub więcej stanów skupienia; tak jest w przypadku wody w stanie ciekłym w równowadze z lodem, ciała stałego w zawiesinie.
Jednorodny system charakteryzuje się tym samym składem chemicznym i tymi samymi intensywnymi właściwościami w całym tekście. Ma jedną fazę, która może być w stanie stałym, ciekłym lub gazowym.
Przykładami jednorodnego systemu są: czysta woda, alkohol, stal i cukier rozpuszczony w wodzie. Ta mieszanina stanowi tak zwane rozwiązanie prawdziwe, charakteryzujące się średnicą substancji rozpuszczonej poniżej 10 milimikr, stabilną grawitacyjnie i ultrawirowaniem..
System heterogeniczny przedstawia różne wartości dla niektórych intensywnych właściwości w różnych miejscach rozważanego systemu. Miejsca są oddzielone powierzchniami nieciągłości, które mogą być strukturami błoniastymi lub powierzchniami cząstek..
Przykładem niejednorodnego układu jest gruboziarnista dyspersja cząstek gliny w wodzie. Cząsteczki nie rozpuszczają się w wodzie i pozostają w zawiesinie, dopóki system jest mieszany..
Kiedy mieszanie ustaje, cząsteczki gliny osiadają pod działaniem grawitacji..
Podobnie krew jest przykładem niejednorodnego układu. Składa się z osocza i grupy komórek, wśród których znajdują się erytrocyty, oddzielone od osocza błonami plazmatycznymi, które działają jako powierzchnie nieciągłości..
Osocze i wnętrze erytrocytów mają różnice w stężeniu niektórych pierwiastków, takich jak sód, potas, chlor, wodorowęglan itp..
Charakteryzuje się różnicami między niektórymi intensywnymi właściwościami w różnych częściach układu, ale te części nie są oddzielone dobrze określonymi powierzchniami nieciągłości.
Tymi powierzchniami nieciągłości mogą być na przykład błony plazmatyczne oddzielające wnętrze komórki od jej otoczenia lub tkanki wyściełające narząd..
Mówi się, że w niejednorodnym układzie powierzchnie nieciągłości nie są widoczne nawet przy zastosowaniu ultramikroskopii. Punkty niejednorodnego układu są zasadniczo oddzielone powietrzem i roztworami wodnymi w układach biologicznych.
Między dwoma punktami niejednorodnego układu może na przykład występować różnica w stężeniu jakiegoś pierwiastka lub związku. Między punktami może również wystąpić różnica temperatur.
W powyższych okolicznościach między dwoma punktami układu zachodzi bierny przepływ (niewymagający wydatkowania energii) materii lub energii (ciepła). Dlatego ciepło będzie migrować do zimniejszych obszarów i będzie miało znaczenie do bardziej rozcieńczonych obszarów. Zatem różnice w stężeniu i temperaturze zmniejszają się dzięki tej dyfuzji..
Dyfuzja zachodzi dzięki prostemu mechanizmowi dyfuzji. W tym przypadku zasadniczo zależy to od istnienia gradientu stężeń między dwoma punktami, odległości, która je dzieli i łatwości przejścia medium między punktami..
Aby utrzymać różnicę stężeń między punktami systemu, wymagane jest dostarczenie energii lub materii, ponieważ stężenia byłyby wyrównane we wszystkich punktach. Dlatego niejednorodny system stałby się systemem jednorodnym.
Cechą charakterystyczną niejednorodnego układu jest jego niestabilność, dlatego w wielu przypadkach do jego utrzymania potrzebny jest zasilacz..
Dodając kroplę barwnika na powierzchnię wody, początkowo stężenie barwnika będzie wyższe na powierzchni wody.
Dlatego istnieje różnica w stężeniu barwnika między powierzchnią szklanki wody a leżącymi pod nią plamami. Nie ma również powierzchni nieciągłości. Podsumowując, jest to niejednorodny system.
Następnie, ze względu na istnienie gradientu stężeń, barwnik będzie dyfundował do cieczy, aż stężenie barwnika w całej wodzie w szkle będzie równe, odtwarzając jednorodny system.
Gdy kamień zostanie wyrzucony na powierzchnię wody w stawie, powstaje zaburzenie, które rozchodzi się w postaci koncentrycznych fal z miejsca uderzenia kamienia.
Kamień uderzając w szereg cząsteczek wody przekazuje im energię. Dlatego istnieje różnica energetyczna między cząstkami, które początkowo stykają się z kamieniem, a pozostałymi cząsteczkami wody na powierzchni..
Ponieważ w tym przypadku nie ma powierzchni nieciągłości, obserwowany układ jest niejednorodny. Energia wytworzona przez uderzenie kamienia rozchodzi się po powierzchni wody w postaci fali, docierając do pozostałych cząsteczek wody na powierzchni..
Faza wdechu podczas oddychania przebiega na krótko w następujący sposób: kiedy kurczą się mięśnie wdechowe, zwłaszcza przepona, następuje rozszerzenie klatki piersiowej. Powoduje to tendencję do zwiększania objętości zębodołu..
Rozdęcie pęcherzyków płucnych powoduje spadek wewnątrz pęcherzykowego ciśnienia powietrza, czyniąc je mniejszym niż ciśnienie atmosferyczne. Powoduje to przepływ powietrza z atmosfery do pęcherzyków płucnych przez kanały powietrzne..
Następnie na początku wdechu występuje różnica ciśnień między nozdrzami a pęcherzykami płucnymi, dodatkowo nie ma powierzchni nieciągłości między wspomnianymi strukturami anatomicznymi. Dlatego obecny system jest niejednorodny.
W fazie wydechu zachodzi odwrotne zjawisko. Ciśnienie wewnątrz pęcherzykowe staje się wyższe niż ciśnienie atmosferyczne i powietrze przepływa kanałami powietrznymi, od pęcherzyków płucnych do atmosfery, aż do wyrównania ciśnień pod koniec wydechu..
Tak więc na początku wydechu istnieje różnica ciśnień między dwoma punktami, pęcherzykami płucnymi i nozdrzami. Ponadto nie ma powierzchni nieciągłości między dwiema wskazanymi strukturami anatomicznymi, więc jest to układ niejednorodny..
Jeszcze bez komentarzy