Caratteristiche ed esempi di sistema non omogenei

il sistema disomogeneo è uno che nonostante la sua apparente omogeneità, le sue proprietà possono variare in alcune posizioni dello spazio. La composizione dell'aria, per esempio, anche se è una miscela omogenea di gas, cambia in base all'altitudine.

Ma cos'è un sistema? Un sistema è generalmente definito come un insieme di elementi correlati che funzionano nel suo complesso. Si può anche aggiungere che i suoi elementi intervengono congiuntamente per soddisfare una determinata funzione. Questo è il caso dei sistemi digestivo, circolatorio, nervoso, endocrino, renale e respiratorio.

Tuttavia, un sistema può essere qualcosa di semplice come un bicchiere con acqua (immagine in alto). Si noti che aggiungendo una goccia di inchiostro si rompe nei suoi colori e si diffonde in tutto il volume d'acqua. Questo è anche un esempio di un sistema non omogeneo.

Quando il sistema è costituito da uno spazio specifico senza limiti precisi come oggetto fisico, allora parliamo di un sistema materiale. La materia presenta un insieme di proprietà come massa, volume, composizione chimica, densità, colore, ecc.

indice

• 1 Proprietà e stati di un sistema
  • 1.1 Le proprietà estensive
  • 1.2 Proprietà intensive
  • 1.3 Stati della materia
• 2 Caratteristiche dei sistemi omogenei, eterogenei e disomogenei
  • 2.1 Sistema uniforme
  • 2.2 - Sistema eterogeneo
  • 2.3 - Sistema non omogeneo
• 3 Esempi di sistemi non omogenei
  • 3.1 Una goccia di inchiostro o tinta in acqua
  • 3.2 Le increspature dell'acqua
  • 3.3 Ispirazione
  • 3.4 Scadenza
• 4 riferimenti

Proprietà e stati di un sistema

Le proprietà fisiche della materia sono suddivise in proprietà estensive e proprietà intensive.

Le ampie proprietà

Dipendono dalla dimensione del campione considerato, ad esempio la sua massa e il suo volume.

Le proprietà intensive

Sono quelli che non variano con le dimensioni del campione considerato. Tra queste proprietà ci sono la temperatura, la densità e la concentrazione.

Stati della materia

D'altra parte, un sistema dipende anche dalla fase o dallo stato in cui la materia si riferisce a dette proprietà. Quindi, la materia presenta tre stati fisici: solido, gassoso e liquido.

Un materiale può presentare uno o più stati fisici; Tale è il caso dell'acqua liquida in equilibrio con il ghiaccio, un solido in sospensione.

Caratteristiche di sistemi omogenei, eterogenei e disomogenei

Sistema omogeneo

Il sistema omogeneo è caratterizzato dall'avere la stessa composizione chimica e le stesse proprietà intensive in tutta la sua estensione. Presenta una singola fase che può essere allo stato solido, allo stato liquido o allo stato gassoso.

Gli esempi del sistema omogeneo sono: acqua pura, alcool, acciaio e zucchero disciolti in acqua. Questa miscela costituisce quella che viene definita una vera soluzione, caratterizzata dal fatto che il soluto ha un diametro inferiore a 10 millimicres, essendo stabile alla gravità e alla ultracentrifugazione.

- Sistema eterogeneo

Il sistema eterogeneo presenta valori diversi per alcune delle proprietà intensive in diversi siti del sistema preso in considerazione. I siti sono separati da superfici di discontinuità, che possono essere strutture membranose o superfici delle particelle.

La dispersione grossolana di particelle di argilla nell'acqua è un esempio di un sistema eterogeneo. Le particelle non si sciolgono nell'acqua e rimangono in sospensione mentre viene mantenuta l'agitazione del sistema.

Quando l'agitazione cessa, le particelle di argilla si depositano sotto l'azione della gravità.

Allo stesso modo, il sangue è un esempio di un sistema eterogeneo. Consiste di plasma e un gruppo di cellule, tra cui eritrociti, separati dal plasma dalle loro membrane plasmatiche che funzionano come superfici di discontinuità.

Il plasma e l'interno degli eritrociti hanno differenze nella concentrazione di alcuni elementi come sodio, potassio, cloro, bicarbonato, ecc.

-Sistema non omogeneo

È caratterizzato dall'avere differenze tra alcune delle proprietà intensive in diverse parti del sistema, ma queste parti non sono separate da superfici di discontinuità ben definite.

Superfici di discontinuità

Queste superfici di discontinuità possono essere, ad esempio, le membrane plasmatiche che separano l'interno cellulare dai suoi dintorni o dai tessuti che coprono un organo.

Si dice che in un sistema disomogeneo le superfici di discontinuità non sono visibili né utilizzano l'ultramicroscopia. I punti del sistema non omogeneo sono separati principalmente dall'aria e dalle soluzioni acquose nei sistemi biologici.

Tra due punti del sistema non omogeneo ci può essere, ad esempio, una differenza nella concentrazione di alcuni elementi o composti. Una differenza di temperatura può anche verificarsi tra i punti.

Diffusione di energia o materia

In queste circostanze, un flusso passivo (che non richiede dispendio energetico) di materia o energia (calore) si verifica tra i due punti del sistema. Pertanto, il calore migrerà verso le aree più fredde e interesserà aree più diluite.Pertanto, le differenze di concentrazione e di temperatura diminuiscono grazie a questa diffusione.

La diffusione avviene tramite il semplice meccanismo di diffusione. In questo caso, dipende fondamentalmente dall'esistenza di un gradiente di concentrazione tra due punti, la distanza che li separa e la facilità di attraversare il centro tra i punti.

Per mantenere la differenza di concentrazione tra i punti del sistema è necessario un apporto di energia o materia, poiché le concentrazioni in tutti i punti sarebbero equalizzate. Pertanto, il sistema non omogeneo diventerebbe un sistema omogeneo.

instabilità

Una caratteristica da distinguere dal sistema disomogeneo è la sua instabilità, motivo per cui in molti casi richiede una fornitura di energia per la sua manutenzione.

Esempi di sistemi non omogenei

Una goccia di inchiostro o tinta in acqua

Aggiungendo una goccia di colorante sulla superficie dell'acqua, inizialmente la concentrazione del colorante sarà maggiore sulla superficie dell'acqua.

Pertanto, c'è una differenza nella concentrazione del colorante tra la superficie del bicchiere d'acqua e i punti sottostanti. Inoltre, non vi è alcuna superficie di discontinuità. Quindi, in conclusione, questo è un sistema disomogeneo.

Successivamente, a causa dell'esistenza di un gradiente di concentrazione, il colorante si diffonderà verso il liquido fino a quando la concentrazione del colorante in tutta l'acqua del vetro sarà equalizzata, riproducendo il sistema omogeneo.

Le increspature dell'acqua

Quando una pietra viene gettata sulla superficie dell'acqua di uno stagno, si verifica un disturbo che si propaga sotto forma di onde concentriche dal sito di impatto della pietra.

La pietra che colpisce un certo numero di particelle d'acqua le trasmette energia. Pertanto, vi è una differenza di energia tra le particelle inizialmente a contatto con la pietra e il resto delle molecole d'acqua sulla superficie.

In assenza di una superficie di discontinuità in questo caso, il sistema osservato non è omogeneo. L'energia prodotta dall'impatto della pietra viene propagata sulla superficie dell'acqua sotto forma di un'onda, raggiungendo il resto delle molecole d'acqua sulla superficie.

ispirazione

La fase inspiratoria del respiro, si verifica brevemente nel modo seguente: quando i muscoli inspiratori si contraggono, specialmente del diaframma, si verifica un'espansione della gabbia toracica. Ciò si traduce in una tendenza ad aumentare il volume degli alveoli.

La distensione alveolare produce una diminuzione della pressione dell'aria intraalveolare, rendendola inferiore alla pressione atmosferica. Questo produce un flusso d'aria dall'atmosfera agli alveoli, attraverso i condotti dell'aria.

Quindi, all'inizio dell'ispirazione, c'è una differenza di pressione tra le narici e gli alveoli, oltre alla non esistenza di superfici di discontinuità tra le strutture anatomiche citate. Pertanto, il presente sistema è disomogeneo.

scadenza

Nella fase espiratoria, si verifica il fenomeno opposto. La pressione intraalveolare diventa maggiore della pressione atmosferica e l'aria fluisce attraverso i passaggi dell'aria, dagli alveoli all'atmosfera, fino a quando le pressioni di fine espirazione sono equalizzate.

Quindi, all'inizio dell'espirazione, esiste una differenza di pressione tra due punti, gli alveoli polmonari e le narici. Inoltre, non ci sono superfici di discontinuità tra le due strutture anatomiche indicate, quindi questo è un sistema disomogeneo.

riferimenti

1. Wikipedia. (2018). Sistema materiale. Tratto da: en.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29 febbraio 2012). Università Nazionale di Córdoba. Estratto da: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Lezioni di chimica (2008). Fisiochimico. Tratto da: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. e Macarulla, J. M. Fisiologia fisica. 1984. Sesta edizione. Editoriale Interamericana.
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