SISTEM NEOMOGEN: CARACTERISTICI ȘI EXEMPLE - CHIMIE - 2025

Sistemul neomogen este unul care, în ciuda omogenității aparente, proprietățile sale pot varia în anumite locații din spațiu. Compoziția aerului, de exemplu, chiar dacă este un amestec omogen de gaze, se schimbă în funcție de altitudine.

Dar ce este un sistem? Un sistem este în general definit ca un set de elemente interrelaționate care funcționează în ansamblu. De asemenea, se poate adăuga că elementele sale intervin împreună pentru îndeplinirea unei funcții specifice. Acesta este cazul sistemelor digestive, circulatorii, nervoase, endocrine, renale și respiratorii.

Sursa: Pixabay

Cu toate acestea, un sistem poate fi ceva la fel de simplu ca un pahar cu apă (imaginea de sus). Rețineți că, atunci când adăugați o picătură de cerneală, aceasta se descompune în culorile sale și se răspândește pe întregul volum de apă. Acesta este, de asemenea, un exemplu de sistem neomogen.

Când sistemul este format dintr-un spațiu specific, fără limite precise, cum ar fi un obiect fizic, atunci acesta este numit sistem material. Materia are un set de proprietăți precum masa, volumul, compoziția chimică, densitatea, culoarea etc.

Proprietăți și stări ale unui sistem

Proprietățile fizice ale materiei sunt împărțite în proprietăți extinse și proprietăți intense.

Proprietăți extinse

Acestea depind de dimensiunea eșantionului considerat, de exemplu masa și volumul acesteia.

Proprietățile intensive

Acestea sunt cele care nu variază cu dimensiunea eșantionului considerat. Aceste proprietăți includ temperatura, densitatea și concentrația.

State ale materialului

Pe de altă parte, un sistem depinde și de faza sau starea în care materia este legată de aceste proprietăți. Astfel, materia are trei stări fizice: solid, gaz și lichid.

Un material poate avea una sau mai multe stări fizice; este cazul apei lichide în echilibru cu gheața, un solid în suspensie.

Caracteristicile sistemelor omogene, eterogene și neomogene

Sistem omogen

Sistemul omogen se caracterizează prin faptul că are aceeași compoziție chimică și aceleași proprietăți intense pe tot parcursul. Are o singură fază care poate fi în stare solidă, în stare lichidă sau în stare gazoasă.

Exemple de sistem omogen sunt: ​​apa pură, alcoolul, oțelul și zahărul dizolvate în apă. Acest amestec constituie ceea ce se numește o soluție adevărată, caracterizată prin faptul că solutul are un diametru mai mic de 10 milimetri, fiind stabil la gravitație și ultracentrifugare.

-Sistem eterogen

Sistemul eterogen prezintă valori diferite pentru unele dintre proprietățile intensive pe diferite site-uri din sistem în cauză. Siturile sunt separate de suprafețe de discontinuitate, care pot fi structuri membranoase sau suprafețe ale particulelor.

Dispersia grosieră a particulelor de argilă în apă este un exemplu de sistem eterogen. Particulele nu se dizolvă în apă și rămân în suspensie atâta timp cât sistemul este agitat.

Când agitația încetează, particulele de argilă se instalează sub acțiunea gravitației.

În mod similar, sângele este un exemplu de sistem eterogen. Este alcătuit din plasmă și un grup de celule, printre care se numără eritrocite, separate de plasmă de membranele lor plasmatice care funcționează ca suprafețe de discontinuitate.

Plasma și interiorul eritrocitelor au diferențe în concentrația anumitor elemente precum sodiu, potasiu, clor, bicarbonat etc.

-Sistem neomogen

Se caracterizează prin a avea diferențe între unele dintre proprietățile intensive din diferite părți ale sistemului, dar aceste părți nu sunt separate de suprafețe de discontinuitate bine definite.

Suprafețe de discontinuitate

Aceste suprafețe de discontinuitate pot fi, de exemplu, membranele plasmatice care separă interiorul celulelor de mediul său sau țesuturile care aliniază un organ.

Se spune că într-un sistem neomogen suprafețele de discontinuitate nu sunt vizibile nici măcar folosind ultramicroscopie. Punctele sistemului neomogen sunt separate fundamental de aer și de soluții apoase în sistemele biologice.

Între două puncte ale sistemului neomogen poate exista, de exemplu, o diferență în concentrația unui element sau compus. O diferență de temperatură poate apărea și între puncte.

Difuzia energiei sau a materiei

În circumstanțele de mai sus, un flux pasiv (care nu necesită cheltuieli energetice) de materie sau energie (căldură) apare între cele două puncte ale sistemului. Prin urmare, căldura va migra în zonele mai reci și materia în zonele mai diluate. Astfel, diferențele de concentrație și temperatură scad datorită acestei difuzii.

Difuzia apare prin mecanismul de difuzie simplă. În acest caz, depinde fundamental de existența unui gradient de concentrare între două puncte, de distanța care le separă și de ușurința de a traversa mediul între puncte.

Pentru a menține diferența de concentrație între punctele sistemului, este necesară o alimentare cu energie sau materie, deoarece concentrațiile în toate punctele ar fi egale. Prin urmare, sistemul neomogen ar deveni un sistem omogen.

Instabilitate

O caracteristică de evidențiat a sistemului neomogen este instabilitatea acestuia, deci în multe cazuri necesită o alimentare cu energie pentru întreținerea sa.

Exemple de sisteme neomogene

O picătură de cerneală sau alimente de colorat în apă

Prin adăugarea unei picături de colorant la suprafața apei, inițial concentrația de colorant va fi mai mare pe suprafața apei.

Prin urmare, există o diferență în concentrația colorantului între suprafața paharului cu apă și punctele subiacente. În plus, nu există nicio suprafață de discontinuitate. Deci, în concluzie, este un sistem neomogen.

Ulterior, datorită existenței unui gradient de concentrație, colorantul va difuza în lichid până când concentrația colorantului va fi egalizată în toată apa din sticlă, reproducând sistemul omogen.

Se ridica apa

Sursa: Pixabay

Când o piatră este aruncată pe suprafața apei într-un iaz, apare o perturbare care se propagă sub formă de unde concentrice de la locul de impact al pietrei.

Piatra atunci când afectează un număr de particule de apă le transmite energie. Prin urmare, există o diferență energetică între particulele aflate inițial în contact cu piatra și restul moleculelor de apă de la suprafață.

Deoarece nu există nicio suprafață de discontinuitate în acest caz, sistemul observat este neomogen. Energia produsă prin impactul pietrei se răspândește pe suprafața apei într-o formă de undă, ajungând la restul moleculelor de apă de la suprafață.

Inspirație

Faza de inspirație a respirației, apare pe scurt în felul următor: atunci când mușchii inspiratori se contractă, în special diafragma, are loc o expansiune a coliviei. Aceasta duce la o tendință de creștere a volumului de alveole.

Distenția alveolară determină o scădere a presiunii aerului intraalveolar, ceea ce o face mai mică decât presiunea atmosferică a aerului. Aceasta produce un flux de aer din atmosferă spre alveole, prin conductele de aer.

Apoi, la începutul inspirației, există o diferență de presiune între nări și alveole, pe lângă inexistența suprafețelor de discontinuitate între structurile anatomice menționate. Prin urmare, sistemul actual este neomogen.

Expirare

În faza de expirare, apare fenomenul opus. Presiunea intraalveolară devine mai mare decât presiunea atmosferică, iar aerul circulă prin conductele de aer, de la alveole la atmosferă, până la presiunile final-expiratorii se egalizează.

Deci, la începutul expirării, există existența unei diferențe de presiune între două puncte, alveolele pulmonare și nările. În plus, nu există suprafețe de discontinuitate între cele două structuri anatomice indicate, deci este un sistem neomogen.

Referințe

1. Wikipedia. (2018). Sistem de materiale. Luat de la: es.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29 februarie 2012). Universitatea Națională din Cordoba Recuperat din: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Cursuri de chimie. (2008). Chimie Fizica. Luat de la: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. și Macarulla, JM Fisicoquímica Fisiológica. 1984. Ediția a șasea. Editorial Interamericana.
5. Ganong, WF Review of Physiology Medical. 2003 Douăsprezecea ediție. Companiile McGraw-Hill, inc.