NEHOMOGENI SUSTAV: KARAKTERISTIKE I PRIMJERI - KEMIJA - 2026

Nehomogeno sustav je onaj koji, unatoč prividnoj homogenosti, njegova svojstva mogu varirati u određenim mjestima u prostoru. Na primjer, sastav zraka, iako je homogena mješavina plinova, mijenja se prema visini.

Ali što je sustav? Sustav se općenito definira kao skup međusobno povezanih elemenata koji djeluju kao cjelina. Također se može dodati da njegovi elementi interveniraju zajedno kako bi ispunili određenu funkciju. To je slučaj probavnog, krvožilnog, živčanog, endokrinog, bubrežnog i respiratornog sustava.

Izvor: Pixabay

Međutim, sustav može biti nešto tako jednostavno kao čaša vode (gornja slika). Imajte na umu da se dodavanjem kapljice tinte raspada na njegove boje i širi po cijelom volumenu vode. Ovo je također primjer nehomogenog sustava.

Kad se sustav sastoji od određenog prostora bez preciznih ograničenja kao što je fizički objekt, tada se naziva materijalnim sustavom. Materija ima skup svojstava kao što su masa, volumen, kemijski sastav, gustoća, boja itd.

Svojstva i stanja sustava

Fizička svojstva materije dijele se na opsežna i intenzivna svojstva.

Opsežna svojstva

Ovise o veličini razmatranog uzorka, na primjer o njegovoj masi i volumenu.

Intenzivna svojstva

Oni su ti koji se ne razlikuju u veličini razmatranog uzorka. Ova svojstva uključuju temperaturu, gustoću i koncentraciju.

Stanja materijala

S druge strane, sustav također ovisi o fazi ili stanju u kojem je materija povezana s tim svojstvima. Dakle, materija ima tri fizička stanja: kruta, plinska i tekuća.

Materijal može imati jedno ili više fizičkih stanja; takav je slučaj tekuće vode u ravnoteži s ledom, krute tvari u suspenziji.

Karakteristike homogenih, heterogenih i nehomogenih sustava

Homogeni sustav

Homogeni sustav karakterizira isti kemijski sastav i ista intenzivna svojstva. Ima jednu fazu koja može biti u čvrstom, tekućem ili plinovitom stanju.

Primjeri homogenog sustava su: čista voda, alkohol, čelik i šećer otopljeni u vodi. Ova smjesa tvori ono što se naziva pravom otopinom, a karakterizira je s promjerom otapala manjim od 10 milimetara, postojanom do gravitacije i ultracentrifugiranja.

-Heterogeni sustav

Heterogeni sustav predstavlja različite vrijednosti nekih intenzivnih svojstava na različitim mjestima u predmetnom sustavu. Mjesta su odvojena površinama diskontinuiteta, koje mogu biti membranske strukture ili površine čestica.

Gruba disperzija čestica gline u vodi primjer je heterogenog sustava. Čestice se ne otapaju u vodi i ostaju u suspenziji sve dok je sustav miješan.

Kad prestane miješanja, čestice gline se talože pod djelovanjem gravitacije.

Slično tome, krv je primjer heterogenog sustava. Sastoji se od plazme i skupine stanica među kojima su eritrociti odvojeni od plazme njihovim plazma membranama koje djeluju kao površine diskontinuiteta.

Plazma i unutrašnjost eritrocita imaju razlike u koncentraciji nekih elemenata poput natrija, kalija, klora, bikarbonata itd.

-Nehomogeni sustav

Karakterizira ga razlika između nekih intenzivnih svojstava u različitim dijelovima sustava, ali ti dijelovi nisu razdvojeni dobro definiranim površinama diskontinuiteta.

Površine diskontinuiteta

Te površine diskontinuiteta mogu biti, na primjer, plazma membrane koje odvajaju unutrašnjost stanice od njezina okoliša ili tkiva koja čine organ.

Kaže se da u nehomogenom sustavu površine diskontinuiteta nisu vidljive čak ni pomoću ultramikroskopije. Točke nehomogenog sustava u biološkim sustavima su odvojeno od zraka i vodenih otopina.

Između dvije točke nehomogenog sustava može postojati, na primjer, razlika u koncentraciji nekog elementa ili spoja. Između točaka može se pojaviti i temperaturna razlika.

Raspršivanje energije ili materije

Pod gornjim okolnostima, između dviju točaka sustava dolazi do pasivnog protoka (koji ne zahtijeva trošenje energije) materije ili energije (topline). Stoga će toplina migrirati u hladnija područja, a materija u razrijeđenija područja. Zbog toga se razlike u koncentraciji i temperaturi smanjuju zahvaljujući ovoj difuziji.

Do difuzije dolazi jednostavnim difuzijskim mehanizmom. U ovom slučaju, to uvelike ovisi o postojanju gradijenta koncentracije između dviju točaka, udaljenosti koja ih razdvaja i lakoći prelaska medija između točaka.

Za održavanje razlike u koncentracijama između točaka u sustavu potrebno je opskrba energijom ili materijom jer bi koncentracije u svim točkama bile jednake. Stoga bi nehomogeni sustav postao homogeni sustav.

Nestabilnost

Karakteristika koju treba istaknuti nehomogeni sustav je njegova nestabilnost, pa je u mnogim slučajevima za njegovo održavanje potrebno napajanje.

Primjeri nehomogenih sustava

Kapi tinte ili boje hrane u vodi

Dodavanjem kapi boje na površinu vode, u početku će koncentracija bojila biti veća na površini vode.

Stoga postoji razlika u koncentraciji boje između površine čaše vode i ispod nje. Nadalje, nema površine diskontinuiteta. Dakle, u zaključku ovo je nehomogeni sustav.

Kasnije, zbog postojanja gradijenta koncentracije, bojilo će difundirati u tekućinu dok se koncentracija bojila ne izjednači u svoj vodi u čaši, reproducirajući homogeni sustav.

Vodeni valovi

Izvor: Pixabay

Kada se kamen baci na površinu vode u ribnjaku, dolazi do poremećaja koji se širi u obliku koncentričnih valova s ​​mjesta udara u kamen.

Kamen prilikom udara na brojne čestice vode prenosi im energiju. Stoga postoji energetska razlika između čestica koje su u početku bile u kontaktu s kamenom i ostatkom molekula vode na površini.

Kako u ovom slučaju ne postoji površina diskontinuiteta, promatrani sustav je nehomogen. Energija nastala udarcem kamena širi se po površini vode u obliku vala, dosežući ostatak molekula vode na površini.

Inspiracija

Faza disanja s inspiracijom ukratko se događa na sljedeći način: kada se inspiriraju mišići inspiracije, posebno dijafragme, dolazi do širenja rebra. To rezultira tendencijom povećanja volumena alveolusa.

Alveolarna distanca uzrokuje smanjenje intraalveolarnog tlaka zraka, što ga čini manje od atmosferskog tlaka. To stvara protok zraka iz atmosfere u alveole, kroz kanale za zrak.

Tada, na početku nadahnuća, postoji razlika u tlaku između nosnica i alveola, osim nepostojanja diskontinuitetnih površina između spomenutih anatomskih struktura. Stoga je sadašnji sustav nehomogen.

izdisanje

U fazi isticanja događa se suprotan fenomen. Intraalveolarni tlak postaje veći od atmosferskog tlaka i zrak teče kroz zračne kanale, od alveola do atmosfere, sve dok se pritisci krajnjeg ekspiratora ne izjednače.

Dakle, na početku isteka postoji razlika u tlaku između dviju točaka, plućnih alveola i nosnica. Uz to, ne postoje površine diskontinuiteta između dviju anatomskih struktura, tako da je ovo nehomogeni sustav.

Reference

1. Wikipedia. (2018.). Materijalni sustav. Preuzeto sa: es.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29. veljače 2012.). Nacionalno sveučilište u Kordobi. Oporavak od: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Časovi kemije. (2008). Fizička kemija. Preuzeto sa: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. i Macarulla, JM Fisicoquímica Fisiológica. 1984. Šesto izdanje. Uredništvo Interamericana.
5. Ganong, WF Pregled medicinske fiziologije. Dvadeset i prvo izdanje 2003. godine. McGraw-Hill Companies, inc.