خصائص النظام غير المتجانسة وأمثلة

ال نظام غير متجانسة هو واحد على الرغم من تجانسه الظاهر ، قد تختلف خصائصه في أماكن معينة من الفضاء. تكوين الهواء ، على سبيل المثال ، حتى لو كان خليطًا متجانسًا من الغازات ، يتغير وفقًا للارتفاع.

ولكن ما هو النظام؟ يتم تعريف النظام بشكل عام على أنه مجموعة من العناصر المترابطة التي تعمل ككل. ويمكن أيضا أن تضاف إلى أن عناصرها تتدخل معا لتحقيق وظيفة معينة. هذا هو الحال في الجهاز الهضمي والدورة الدموية والعصبية والغدد الصماء والكلى والجهاز التنفسي.

ومع ذلك ، يمكن للنظام أن يكون شيئًا بسيطًا مثل كوب به ماء (الصورة العليا). لاحظ أن إضافة قطرة من الحبر تنهار في ألوانها وتنتشر خلال حجم الماء. هذا أيضًا مثال على نظام غير متجانس.

عندما يتكون النظام من مساحة محددة دون حدود دقيقة ككائن مادي ، فإننا نتحدث عن نظام مادي. تقدم المادة مجموعة من الخصائص مثل الكتلة والحجم والتركيب الكيميائي والكثافة واللون ، إلخ..

مؤشر

• 1 خصائص وحالات النظام
  • 1.1 خصائص واسعة النطاق
  • 1.2 خصائص مكثفة  
  • 1.3 حالات المسألة
• 2 خصائص الأنظمة المتجانسة وغير المتجانسة وغير المتجانسة
  • 2.1 نظام موحد
  • 2.2 - نظام غير متجانسة
  • 2.3 - نظام غير متجانس
• 3 أمثلة على الأنظمة غير المتجانسة
  • 3.1 قطرة من الحبر أو صبغة في الماء
  • 3.2 تموجات الماء
  • 3.3 الإلهام
  • 3.4 انتهاء الصلاحية
• 4 المراجع

خصائص وحالات النظام

تنقسم الخواص الفيزيائية للمادة إلى خواص واسعة وخصائص مكثفة.

خصائص واسعة النطاق

وهي تعتمد على حجم العينة التي تم النظر فيها ، على سبيل المثال كتلتها وحجمها.

الخصائص المكثفة  

هم الذين لا يختلفون مع حجم العينة المدروسة. ومن بين هذه الخصائص درجة الحرارة والكثافة والتركيز.

حالات المسألة

من ناحية أخرى ، يعتمد النظام أيضًا على المرحلة أو الحالة التي تتعلق بها المسألة بالخصائص المذكورة. وهكذا ، فإن المادة تعرض ثلاث حالات مادية: صلبة ، غازية وسائلة.

يمكن أن تقدم المادة حالة مادية واحدة أو أكثر ؛ هذه هي حالة المياه السائلة في حالة توازن مع الثلج ، وهي مادة صلبة معلقة.

خصائص الأنظمة المتجانسة وغير المتجانسة وغير المتجانسة

نظام متجانس

يتميز النظام المتجانس بوجود نفس التركيب الكيميائي ونفس الخصائص المكثفة في جميع امتداداته. يقدم مرحلة واحدة يمكن أن تكون في الحالة الصلبة ، الحالة السائلة أو الحالة الغازية.

أمثلة على النظام المتجانس هي: الماء النقي والكحول والصلب والسكر المذاب في الماء. يشكل هذا المزيج ما يسمى الحل الحقيقي ، الذي يتميز بوجود ذوبان قطره أقل من 10 ملليمترات ، ويكون مستقرًا للجاذبية والطرد المركزي الفائق.

-نظام غير متجانسة

يقدم النظام غير المتجانس قيمًا مختلفة لبعض الخصائص المكثفة في مواقع مختلفة من النظام قيد الدراسة. يتم فصل المواقع عن طريق أسطح متقطعة ، والتي قد تكون هياكل غشائية أو سطوح للجزيئات.

التشتت الإجمالي لجزيئات الطين في الماء هو مثال على نظام غير متجانس. لا تذوب الجزيئات في الماء وتبقى معلقة في حين يتم الحفاظ على تحريض النظام.

عندما يتوقف التحريض ، تستقر جزيئات الطين تحت تأثير الجاذبية.

وبالمثل ، فإن الدم هو مثال لنظام غير متجانس. يتكون من البلازما ومجموعة من الخلايا ، من بينها كريات الدم الحمراء ، مفصولة عن البلازما بواسطة أغشية البلازما الخاصة بهم والتي تعمل بمثابة أسطح للإيقاف.

للبلازما وداخل الكريات الحمراء اختلافات في تركيز بعض العناصر مثل الصوديوم والبوتاسيوم والكلور وبيكربونات ، إلخ..

-نظام غير متجانسة

تتميز بوجود اختلافات بين بعض الخصائص المكثفة في أجزاء مختلفة من النظام ، ولكن لا يتم فصل هذه الأجزاء عن طريق أسطح توقف محددة جيدًا..

السطوح التوقف

يمكن أن تكون أسطح الانفصال هذه ، على سبيل المثال ، أغشية البلازما التي تفصل الأجزاء الداخلية الخلوية عن بيئتها أو الأنسجة التي تغطي العضو.

يقال أنه في نظام غير متجانس السطوح التوقف غير مرئية ولا تستخدم المجهر. يتم فصل نقاط النظام غير المتجانسة بشكل رئيسي عن طريق الهواء والمحاليل المائية في النظم البيولوجية.

بين نقطتين من النظام غير المتجانس ، يمكن أن يكون هناك ، على سبيل المثال ، فرق تركيز لبعض العناصر أو المركبات. يمكن أن يحدث اختلاف في درجة الحرارة أيضًا بين النقاط.

نشر الطاقة أو المادة

في ظل الظروف المذكورة أعلاه ، يحدث التدفق السلبي (الذي لا يتطلب إنفاق الطاقة) للمادة أو الطاقة (الحرارة) بين نقطتي النظام. لذلك ، سوف تنتقل الحرارة إلى المناطق الأكثر برودة والأهمية إلى المناطق المخففة. وبالتالي ، فإن الاختلافات في التركيز ودرجة الحرارة تنخفض بفضل هذا الانتشار.

يحدث الانتشار بواسطة آلية الانتشار البسيطة. في هذه الحالة ، يعتمد الأمر بشكل أساسي على وجود تدرج من التركيز بين نقطتين ، المسافة التي تفصل بينهما وسهولة عبور الوسط بين النقاط.

للحفاظ على الفرق في التركيز بين نقاط النظام يتطلب توفير الطاقة أو المادة ، لأن التركيزات ستكون متساوية في جميع النقاط. لذلك ، فإن النظام غير المتجانس سيصبح نظامًا متجانسًا.

عدم الثبات

من الخصائص المميزة للتميز عن النظام غير المتجانس عدم استقراره ، والسبب وراء الحاجة في كثير من الحالات إلى توفير الطاقة لصيانته.

أمثلة على الأنظمة غير المتجانسة

قطرة من الحبر أو صبغة في الماء

بإضافة قطرة صبغة على سطح الماء ، في البداية سيكون تركيز الصبغة أعلى على سطح الماء.

لذلك ، هناك اختلاف في تركيز الصبغة بين سطح كوب الماء والنقاط الأساسية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يوجد سطح للإيقاف. في الختام ، هذا نظام غير متجانس.

بعد ذلك ، بسبب وجود انحدار تركيز ، سوف تنتشر الصبغة باتجاه جيب السائل حتى يتم معادلة تركيز الصبغة في كل ماء الزجاج ، مما يعيد إنتاج النظام المتجانس.

تموجات الماء

عن طريق رمي الحجر على سطح مياه البركة ، يحدث اضطراب ينتشر في شكل موجات متحدة المركز من موقع تأثير الحجر..

الحجر على التأثير على عدد من جزيئات الماء ينقل لهم الطاقة. لذلك ، هناك فرق في الطاقة بين الجسيمات في البداية ملامسة للحجر وبقية جزيئات الماء على السطح.

في حالة عدم وجود سطح توقف في هذه الحالة ، فإن النظام المرصود غير متجانس. تنتشر الطاقة الناتجة عن تأثير الحجر على سطح الماء في شكل موجة ، لتصل إلى بقية جزيئات الماء على السطح.

إلهام

تحدث مرحلة الإلهام في التنفس لفترة وجيزة بالطريقة التالية: عندما تنقبض العضلات الملهمة ، وخاصة الحجاب الحاجز ، يحدث توسع في القفص الصدري. وهذا نتيجة لميل لزيادة حجم السنخية.

ينتج انتفاخ السنخية انخفاضًا في ضغط الهواء داخل الأنف ، مما يجعله أقل من ضغط الهواء الجوي. ينتج عن ذلك تدفق الهواء من الجو إلى الحويصلات الهوائية ، عبر قنوات الهواء.

ثم ، في بداية الإلهام ، يوجد فرق في الضغط بين الخياشيم والحويصلات الهوائية ، بالإضافة إلى عدم وجود أسطح للإيقاف بين الهياكل التشريحية المذكورة. لذلك ، فإن النظام الحالي غير متجانسة.

انتهاء

في مرحلة الزفير ، تحدث الظاهرة المعاكسة. يصبح الضغط داخل السن أكبر من الضغط الجوي ويتدفق الهواء عبر ممرات الهواء ، من الحويصلات الهوائية إلى الغلاف الجوي ، حتى يتم معادلة ضغوط نهاية الزفير.

ثم ، في بداية انتهاء الصلاحية ، يوجد اختلاف في الضغط بين نقطتين ، الحويصلات الرئوية والخياشيم. بالإضافة إلى ذلك ، لا توجد أسطح للتوقف بين الهيكلين التشريحيين المشار إليهما ، لذلك هذا نظام غير متجانس.

مراجع

1. ويكيبيديا. (2018). نظام المواد. مأخوذة من: en.wikipedia.org
2. مارتين ف. جوسا جي (29 فبراير 2012). جامعة قرطبة الوطنية. تم الاسترجاع من: 2.famaf.unc.edu.ar
3. دروس الكيمياء. (2008). الفيزيائية. مأخوذة من: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas، J. and Macarulla، J. M. Physiochemistry Physiochemistry. 1984. الطبعة السادسة. التحرير Interamericana.
5. Ganong ، دبليو واو استعراض علم وظائف الأعضاء الطبية. 2003 الطبعة الحادية والعشرون. McGraw-Hill Companies، inc.