INHOMOGENT SYSTEM: EGENSKAPER OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026

Det inhomogene systemet er et som til tross for sin tilsynelatende homogenitet, dens egenskaper kan variere på bestemte steder i rommet. Selv om det er en homogen blanding av gasser, forandres luft, for eksempel etter høyden.

Men hva er et system? Et system er generelt definert som et sett med sammenhengende elementer som fungerer som en helhet. Det kan også legges til at dens elementer griper sammen for å oppfylle en spesifikk funksjon. Dette er tilfellet med fordøyelsessystemet, sirkulasjons-, nervøs, endokrine, nyre- og luftveiene.

Kilde: Pixabay

Imidlertid kan et system være noe så enkelt som et glass vann (toppbilde). Merk at når du legger til en dråpe blekk, bryter den ned i fargene og sprer seg gjennom hele vannvolumet. Dette er også et eksempel på et inhomogent system.

Når systemet består av et spesifikt rom uten presise grenser som for eksempel en fysisk gjenstand, kalles det et materialsystem. Materie har et sett med egenskaper som masse, volum, kjemisk sammensetning, tetthet, farge, etc.

Egenskaper og tilstander for et system

De fysiske egenskapene til materie er delt inn i omfattende egenskaper og intensive egenskaper.

Omfattende egenskaper

De avhenger av størrelsen på prøven som vurderes, for eksempel dens masse og volum.

De intensive egenskapene

De er de som ikke varierer med størrelsen på prøven som vurderes. Disse egenskapene inkluderer temperatur, tetthet og konsentrasjon.

Status for materialet

På den annen side er et system også avhengig av fasen eller tilstanden som materie er relatert til disse egenskapene. Dermed har materien tre fysiske tilstander: faststoff, gass og væske.

Et materiale kan ha en eller flere fysiske tilstander; slik er tilfellet med flytende vann i likevekt med is, et faststoff i suspensjon.

Kjennetegn på homogene, heterogene og inhomogene systemer

Homogent system

Det homogene systemet er preget av å ha den samme kjemiske sammensetningen og de samme intensive egenskapene gjennomgående. Den har en enkelt fase som kan være i fast tilstand, i flytende tilstand eller i gassform.

Eksempler på det homogene systemet er: rent vann, alkohol, stål og sukker oppløst i vann. Denne blandingen utgjør det som kalles en ekte løsning, karakterisert ved at oppløsningen har en diameter på mindre enn 10 millimicras, er stabil mot tyngdekraften og for ultrasentrifugering.

-Heterogene system

Det heterogene systemet presenterer forskjellige verdier for noen av de intensive egenskapene på forskjellige steder i det aktuelle systemet. Lokalitetene er adskilt av overflater av diskontinuitet, som kan være membranstrukturer eller overflater av partiklene.

Den grove spredningen av leirpartikler i vann er et eksempel på et heterogent system. Partiklene løses ikke opp i vannet og forblir i suspensjon så lenge systemet er omrørt.

Når omrøringen opphører, legger leirpartiklene seg under tyngdekraften.

Tilsvarende er blod et eksempel på et heterogent system. Det består av plasma og en gruppe celler, deriblant erytrocytter, adskilt fra plasma av plasmamembranene som fungerer som diskontinuitetsflater.

Plasma og det indre av erytrocytter har forskjeller i konsentrasjonen av visse elementer som natrium, kalium, klor, bikarbonat, etc.

-Inhomogent system

Det er preget av å ha forskjeller mellom noen av de intensive egenskapene i forskjellige deler av systemet, men disse delene er ikke atskilt av veldefinerte diskontinuitetsflater.

Diskontinuitetsflater

Disse diskontinuitetsoverflatene kan for eksempel være plasmamembranene som skiller celleinnretningen fra omgivelsene eller vevene som fører et organ.

Det sies at i et inhomogent system er diskontinuitetsflatene ikke synlige selv ved bruk av ultramikroskopi. Punktene i det inhomogene systemet skilles fundamentalt av luft og vandige oppløsninger i biologiske systemer.

Mellom to punkter i det inhomogene systemet kan det for eksempel være en forskjell i konsentrasjonen av noe element eller forbindelse. En temperaturforskjell kan også oppstå mellom punktene.

Diffusjon av energi eller materie

Under ovennevnte omstendigheter oppstår en passiv strøm (som ikke krever energiforbruk) av materie eller energi (varme) mellom systemets to punkter. Derfor vil varmen vandre til de kaldere områdene og saken til de mer utvannede områdene. Dermed avtar forskjellene i konsentrasjon og temperatur takket være denne diffusjonen.

Diffusjon skjer ved den enkle diffusjonsmekanismen. I dette tilfellet avhenger det fundamentalt av eksistensen av en konsentrasjonsgradient mellom to punkter, avstanden som skiller dem og hvor enkelt det er å krysse mediet mellom punktene.

For å opprettholde konsentrasjonsforskjellen mellom systemets punkter, er det nødvendig med tilførsel av energi eller materie, siden konsentrasjonene på alle punkter ville være like. Derfor ville det inhomogene systemet bli et homogent system.

ustabilitet

Et kjennetegn for å fremheve det inhomogene systemet er dets ustabilitet, så i mange tilfeller krever det strømforsyning for vedlikehold.

Eksempler på inhomogene systemer

En dråpe blekk eller matfarge i vann

Ved å tilsette en dråpe fargestoff til overflaten av vannet, vil konsentrasjonen av fargestoffet i begynnelsen være høyere på overflaten av vannet.

Derfor er det en forskjell i konsentrasjonen av fargestoffet mellom overflaten av glasset med vann og de underliggende flekkene. Videre er det ingen overflate av diskontinuitet. Så avslutningsvis er dette et inhomogent system.

På grunn av eksistensen av en konsentrasjonsgradient, vil fargestoffet deretter diffundere i væsken til konsentrasjonen av fargestoffet blir utjevnet i alt vannet i glasset, og reproduserer det homogene systemet.

Vann krusninger

Kilde: Pixabay

Når en stein kastes på overflaten av vannet i et tjern, oppstår en forstyrrelse som forplanter seg i form av konsentriske bølger fra støtstedet til steinen.

Steinen overfører energi til dem når den påvirker et antall vannpartikler. Derfor er det en energisk forskjell mellom partiklene som først er i kontakt med steinen og resten av vannmolekylene på overflaten.

Siden det ikke er noen overflate av diskontinuitet i dette tilfellet, er det observerte systemet inhomogent. Energien som produseres av påvirkningen av steinen sprer seg på overflaten av vannet i en bølgeform, og når resten av vannmolekylene på overflaten.

Inspirasjon

Inspirasjonsfasen av respirasjon skjer kort på følgende måte: når inspirasjonsmusklene trekker seg sammen, spesielt mellomgulvet, er det en utvidelse av ribbeholderen. Dette resulterer i en tendens til å øke volumet til alveolus.

Alveolar distention forårsaker en reduksjon i intraalveolart lufttrykk, noe som gjør det mindre enn atmosfærisk lufttrykk. Dette produserer en luftstrøm fra atmosfæren til alveolene, gjennom luftkanalene.

Så i begynnelsen av inspirasjonen er det en trykkforskjell mellom neseborene og alveolene, i tillegg til at det ikke eksisterer diskontinuitetsflater mellom de nevnte anatomiske strukturer. Derfor er det nåværende systemet inhomogent.

Utløp

I utløpsfasen oppstår det motsatte fenomenet. Det intraalveolære trykket blir høyere enn atmosfæretrykket, og luft strømmer gjennom luftkanalene, fra alveolene til atmosfæren, inntil de avsluttende trykk er utjevnet.

Så i begynnelsen av utløpet er det eksistensen av en trykkforskjell mellom to punkter, lungealveolene og neseborene. I tillegg er det ingen overflater av diskontinuitet mellom de to indikerte anatomiske strukturer, så dette er et inhomogent system.

referanser

1. Wikipedia. (2018). Materialsystem. Hentet fra: es.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29. februar 2012). Det nasjonale universitetet i Cordoba. Gjenopprettet fra: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Kjemi klasser. (2008). Fysisk kjemi. Hentet fra: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. og Macarulla, JM Fisicoquímica Fisiológica. 1984. Sjette utgave. Redaksjonell Interamericana.
5. Ganong, WF gjennomgang av medisinsk fysiologi. 2003 tjueførste utgave. McGraw-Hill Companies, inc.