НЕХОМОГЕННА СИСТЕМА: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2026

В нехомогенни система е, че въпреки очевидната си хомогенност, неговите свойства могат да варират в определени местоположения в пространството. Съставът на въздуха например, въпреки че е хомогенна смес от газове, се променя според височината.

Но какво е система? Системата обикновено се дефинира като съвкупност от взаимосвързани елементи, които функционират като цяло. Може също така да се добави, че неговите елементи се намесват заедно, за да изпълнят определена функция. Такъв е случаят с храносмилателната, кръвоносната, нервната, ендокринната, бъбречната и дихателната системи.

Източник: Pixabay

Една система обаче може да бъде нещо толкова просто като чаша вода (горно изображение). Обърнете внимание, че когато добавите капка мастило, тя се разгражда до цветовете си и се разпространява по целия обем на водата. Това също е пример за нехомогенна система.

Когато системата се състои от специфично пространство без точни граници, като физически обект, тогава тя се нарича материална система. Материята има набор от свойства като маса, обем, химичен състав, плътност, цвят и т.н.

Свойства и състояния на система

Физическите свойства на материята се делят на екстензивни свойства и интензивни свойства.

Обширни свойства

Те зависят от размера на разглежданата проба, например нейната маса и нейния обем.

Интензивните свойства

Те са тези, които не се различават според размера на разглежданата извадка. Тези свойства включват температура, плътност и концентрация.

Състояния на материала

От друга страна, системата също зависи от фазата или състоянието, в което материята е свързана с тези свойства. Така материята има три физични състояния: твърдо, газово и течно.

Материалът може да има едно или повече физични състояния; такъв е случаят с течна вода в равновесие с лед, твърдо вещество в суспензия.

Характеристики на хомогенни, хетерогенни и нехомогенни системи

Хомогенна система

Хомогенната система се характеризира с това, че има един и същ химичен състав и еднакви интензивни свойства. Той има една фаза, която може да бъде в твърдо състояние, в течно или газообразно състояние.

Примери за хомогенната система са: чиста вода, алкохол, стомана и захар, разтворени във вода. Тази смес представлява така нареченото истинско решение, характеризиращо се с това, че разтворът е с диаметър по-малък от 10 милиметра, стабилен е на гравитацията и на ултрацентрифугирането.

-Хетерогенна система

Хетерогенната система представя различни стойности за някои от интензивните свойства на различни места в разглежданата система. Местата са разделени от повърхности с прекъсване, които могат да бъдат мембранни структури или повърхности на частиците.

Грубата дисперсия на глинени частици във вода е пример за хетерогенна система. Частиците не се разтварят във водата и остават в суспензия, докато системата се разбърква.

Когато бъркането престане, глинените частици се утаяват под действието на гравитацията.

По същия начин кръвта е пример за хетерогенна система. Той е съставен от плазма и група клетки, сред които са еритроцитите, отделени от плазмата чрез техните плазмени мембрани, които функционират като повърхности на прекъсване.

Плазмата и вътрешността на еритроцитите имат различия в концентрацията на някои елементи като натрий, калий, хлор, бикарбонат и др.

-Немогенна система

Характеризира се с това, че има разлики между някои от интензивните свойства в различни части на системата, но тези части не са разделени от добре дефинирани повърхности на прекъсване.

Повърхности на прекъсване

Тези повърхности на прекъсване могат да бъдат например плазмените мембрани, които отделят вътрешността на клетката от нейната среда или тъканите, които линират орган.

Казано е, че в нехомогенна система повърхностите на прекъсване не се виждат дори при използване на ултрамикроскопия. Точките на нехомогенната система са разделени основно от въздух и водни разтвори в биологичните системи.

Между две точки на нехомогенната система може например да има разлика в концентрацията на някакъв елемент или съединение. Температурна разлика може да възникне и между точките.

Дифузия на енергия или материя

При горните обстоятелства между двете точки на системата възниква пасивен поток (който не изисква разход на енергия) на материя или енергия (топлина). Следователно топлината ще мигрира към по-студените райони, а материята към по-разредените области. По този начин разликите в концентрацията и температурата намаляват благодарение на тази дифузия.

Дифузията се осъществява чрез простия механизъм на дифузия. В този случай това зависи основно от наличието на градиент на концентрация между две точки, разстоянието, което ги разделя и лекотата на пресичане на средата между точките.

За да се поддържа разликата в концентрациите между точките на системата, е необходимо снабдяване с енергия или материя, тъй като концентрациите във всички точки биха били равни. Следователно нехомогенната система би се превърнала в хомогенна система.

нестабилност

Характерна характеристика на нехомогенната система е нейната нестабилност, така че в много случаи е необходимо захранване за поддръжката.

Примери за нехомогенни системи

Капка мастило или оцветител за храна във вода

Като добавите капка оцветител към повърхността на водата, първоначално концентрацията на оцветителя ще бъде по-висока на повърхността на водата.

Поради това има разлика в концентрацията на багрилото между повърхността на чашата вода и подлежащите петна. Освен това няма повърхност на прекъсване. И така, в заключение това е нехомогенна система.

Впоследствие, поради наличието на градиент на концентрация, оцветителят ще дифундира в течността, докато концентрацията на оцветителя се изравни във цялата вода в чашата, възпроизвеждайки хомогенната система.

Водни пулсации

Източник: Pixabay

Когато камък се хвърли върху повърхността на водата в езерце, възниква смущение, което се разпространява под формата на концентрични вълни от мястото на удара на камъка.

Камъкът при въздействие на редица водни частици предава енергия към тях. Следователно има енергийна разлика между частиците, първоначално в контакт с камъка, и останалата част от водните молекули на повърхността.

Тъй като в този случай няма повърхност на прекъсване, наблюдаваната система е нехомогенна. Енергията, произведена от въздействието на камъка, се разпространява по повърхността на водата във вълнова форма, достигайки до останалите водни молекули на повърхността.

вдъхновение

Фазата на вдъхновение на дишането, накрая протича по следния начин: когато мускулите на вдъхновението се свиват, особено диафрагмата, има разширяване на ребрата. Това води до тенденция за увеличаване на обема на алвеола.

Разделянето на алвеола причинява намаляване на вътреалвеоларното налягане на въздуха, което го прави по-малко от атмосферното налягане на въздуха. Това произвежда въздушен поток от атмосферата към алвеолите, през въздуховодите.

Тогава, в началото на вдъхновението, има разлика в налягането между ноздрите и алвеолите, в допълнение към несъществуването на повърхности на прекъсване между споменатите анатомични структури. Следователно настоящата система е нехомогенна.

Изтичане

Във фазата на изтичане настъпва обратното явление. Вътреалвеоларното налягане става по-високо от атмосферното налягане и въздухът преминава през въздуховодите, от алвеолите към атмосферата, докато крайните експираторни налягания се изравнят.

И така, в началото на изтичането има разлика в налягането между две точки, белодробните алвеоли и ноздрите. Освен това между двете посочени анатомични структури няма повърхности на прекъсване, така че това е нехомогенна система.

Препратки

1. Wikipedia. (2018). Материална система. Взета от: es.wikipedia.org
2. Мартин В. Йоса Г. (29 февруари 2012 г.). Национален университет в Кордоба. Възстановена от: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Часове по химия. (2008 г.). Физическа химия. Взета от: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. и Macarulla, JM Fisicoquímica Fisiológica. 1984. Шесто издание. Редакция Interamericana.
5. Ganong, WF Преглед на медицинската физиология. Двадесет и първото издание на 2003 г. McGraw-Hill Companies, вкл.