The nehomogenní systém Je to tak, že navzdory své zjevné homogenitě se jeho vlastnosti mohou na určitých místech ve vesmíru lišit. Například složení vzduchu, i když se jedná o homogenní směs plynů, se mění podle nadmořské výšky.
Ale co je to systém? Systém je obecně definován jako sada vzájemně souvisejících prvků, které fungují jako celek. Rovněž lze dodat, že její prvky společně zasahují do plnění konkrétní funkce. To je případ zažívacího, oběhového, nervového, endokrinního, ledvinového a dýchacího systému..
Systém však může být něco tak jednoduchého jako sklenice vody (horní obrázek). Pamatujte, že když přidáte kapku inkoustu, rozpadne se na své barvy a rozšíří se po celém objemu vody. Toto je také příklad nehomogenního systému.
Když systém sestává ze specifického prostoru bez přesných omezení, jako je fyzický objekt, pak se nazývá hmotný systém. Hmota má sadu vlastností, jako je hmotnost, objem, chemické složení, hustota, barva atd..
Rejstřík článků
Fyzikální vlastnosti hmoty se dělí na extenzivní vlastnosti a intenzivní vlastnosti.
Závisí na velikosti uvažovaného vzorku, například na jeho hmotnosti a objemu.
Jsou to ty, které se nemění s velikostí uvažovaného vzorku. Mezi tyto vlastnosti patří teplota, hustota a koncentrace..
Na druhou stranu systém závisí také na fázi nebo stavu, ve kterém hmota souvisí s těmito vlastnostmi. Hmota má tedy tři fyzikální stavy: pevný, plynný a kapalný..
Materiál může mít jeden nebo více fyzikálních stavů; takový je případ kapalné vody v rovnováze s ledem, pevné látky v suspenzi.
Homogenní systém se vyznačuje tím, že má stejné chemické složení a stejné intenzivní vlastnosti. Má jednu fázi, která může být v pevném, kapalném nebo plynném stavu.
Příklady homogenního systému jsou: čistá voda, alkohol, ocel a cukr rozpuštěný ve vodě. Tato směs představuje to, co se nazývá skutečné řešení, charakterizované tím, že má rozpuštěná látka průměr menší než 10 milimikrů, je stabilní vůči gravitaci a ultracentrifugaci..
Heterogenní systém představuje různé hodnoty pro některé z intenzivních vlastností na různých místech uvažovaného systému. Místa jsou oddělena povrchy nespojitosti, což mohou být membránové struktury nebo povrchy částic..
Hrubá disperze jílových částic ve vodě je příkladem heterogenního systému. Částice se nerozpouštějí ve vodě a zůstávají v suspenzi, pokud je systém míchán..
Když míchání ustane, částice jílu se usadí působením gravitace..
Podobně je krev příkladem heterogenního systému. Je tvořen plazmou a skupinou buněk, mezi nimiž jsou erytrocyty, oddělené od plazmy jejich plazmatickými membránami, které fungují jako povrchy nespojitosti..
Plazma a vnitřek erytrocytů mají rozdíly v koncentraci určitých prvků, jako je sodík, draslík, chlor, hydrogenuhličitan atd..
Je charakterizován tím, že má rozdíly mezi některými intenzivními vlastnostmi v různých částech systému, ale tyto části nejsou odděleny dobře definovanými plochami nespojitosti.
Těmito diskontinuálními povrchy mohou být například plazmatické membrány, které oddělují buněčný interiér od jeho prostředí, nebo tkáně, které lemují orgán..
Říká se, že v nehomogenním systému nejsou diskontinuální povrchy viditelné ani při použití ultramikroskopie. Body nehomogenního systému jsou v biologických systémech zásadně odděleny vzduchem a vodnými roztoky.
Mezi dvěma body nehomogenního systému může být například rozdíl v koncentraci nějakého prvku nebo sloučeniny. Mezi body může také dojít k teplotnímu rozdílu.
Za výše uvedených okolností dochází mezi dvěma body systému k pasivnímu proudění hmoty nebo energie (tepla) (které nevyžaduje výdej energie). Teplo proto bude migrovat do chladnějších oblastí a hmota do zředěnějších oblastí. Rozdíly v koncentraci a teplotě se tak díky této difúzi zmenšují..
K difúzi dochází jednoduchým difúzním mechanismem. V tomto případě to zásadně závisí na existenci koncentračního gradientu mezi dvěma body, vzdálenosti, která je odděluje, a snadnosti přechodu média mezi body..
K udržení rozdílu v koncentraci mezi body systému je nutná dodávka energie nebo hmoty, protože koncentrace by byly ve všech bodech vyrovnány. Z nehomogenního systému by se proto stal homogenní systém.
Charakteristickým rysem nehomogenního systému je jeho nestabilita, a proto v mnoha případech vyžaduje pro svou údržbu napájecí zdroj..
Přidáním kapky barviva na povrch vody bude zpočátku koncentrace barviva na povrchu vody vyšší..
Proto existuje rozdíl v koncentraci barviva mezi povrchem sklenice vody a podkladovými skvrnami. Rovněž neexistuje povrch nespojitosti. Závěrem se tedy jedná o nehomogenní systém.
Následně v důsledku existence koncentračního gradientu bude barvivo difundovat do kapaliny, dokud nebude koncentrace barviva ve všech vodách ve skle stejná, čímž se reprodukuje homogenní systém..
Když je kámen hoden na hladinu vody v rybníku, dojde k narušení, které se šíří ve formě soustředných vln z místa nárazu kamene.
Kámen při nárazu na několik vodních částic přenáší energii na ně. Proto existuje energetický rozdíl mezi částicemi zpočátku v kontaktu s kamenem a zbytkem molekul vody na povrchu..
Protože v tomto případě není povrch diskontinuity, je pozorovaný systém nehomogenní. Energie produkovaná nárazem kamene se šíří na povrchu vody ve vlnové formě a zasahuje zbytek molekul vody na povrchu..
Inspirační fáze dýchání krátce nastává následujícím způsobem: při kontrakci inspiračních svalů, zejména bránice, dochází k expanzi hrudního koše. To má za následek tendenci zvyšovat objem alveol..
Alveolární distenze produkuje pokles intraalveolárního tlaku vzduchu, což je méně než atmosférický tlak vzduchu. Tím se vytváří proudění vzduchu z atmosféry do plicních sklípků vzduchovými kanály..
Poté, na začátku inspirace, existuje tlakový rozdíl mezi nosními dírkami a alveoly, kromě neexistence diskontinuálních povrchů mezi uvedenými anatomickými strukturami. Proto je současný systém nehomogenní.
Ve fázi expirace dochází k opačnému jevu. Intraalveolární tlak se stává vyšším než atmosférický a vzduch proudí vzduchovými kanály z alveol do atmosféry, dokud se na konci exspirace tlaky nevyrovnají..
Takže na začátku výdechu existuje rozdíl tlaků mezi dvěma body, plicními alveolemi a nosními dírkami. Kromě toho neexistují žádné povrchy diskontinuity mezi dvěma indikovanými anatomickými strukturami, takže se jedná o nehomogenní systém..
Zatím žádné komentáře