不均一システムの特性と例



の 不均質システム その見かけの均質性にもかかわらず、その特性は、空間の特定の場所で異なる可能性があります。例えば、空気の組成は、たとえそれがガスの均質混合物であっても、高度によって変化します。.

しかし、システムとは何ですか？システムは一般に、全体として機能する相互に関連する要素のセットとして定義されます。その要素が特定の機能を果たすために共同で介入することも付け加えることができる。これは消化器系、循環系、神経系、内分泌系、腎臓系および呼吸器系の場合です。.

しかし、水の入ったグラスのようにシンプルなシステムでも構いません（上の画像）。インク滴を追加すると、色が細かくなり、水全体に広がります。これも不均一システムの例です.

システムが物理的なオブジェクトとして厳密な制限なしに特定の空間から成るとき、我々は物質的なシステムについて話す。物質は、質量、体積、化学組成、密度、色などの一連の特性を表します。.

索引

  • 1システムの性質と状態
    • 1.1豊富なプロパティ
    • 1.2集中的なプロパティ  
    • 1.3物質の状態
  • 2均質系、不均一系、不均一系の特徴
    • 2.1統一システム
    • 2.2 - 異種システム
    • 2.3 - 不均質システム
  • 3不均一システムの例
    • 3.1一滴のインクまたは染料
    • 3.2水の波紋
    • 3.3インスピレーション
    • 3.4有効期限
  • 4参考文献

システムの性質と状態

物質の物理的性質は、広範な性質と集中的な性質に分けられます。.

豊富なプロパティ

それらは、考慮されるサンプルのサイズ、例えばその質量およびその体積に依存する。.

集中的なプロパティ  

それらは、考慮されるサンプルのサイズによって変化しないものです。これらの特性には、温度、密度、濃度があります。.

問題の状態

他方では、システムは、問題が前記特性に関連している段階または状態にも依存する。したがって、物質は3つの物理的状態を提示します。.

材料は1つ以上の物理的状態を表すことができます。これは、氷と平衡状態にある液体水、懸濁固体の場合です。.

均一系、不均一系および不均一系の特性

均一系

均質系は、そのすべての拡張において同じ化学組成および同じ強い特性を有することを特徴とする。それは、固体状態、液体状態または気体状態になり得る単一相を提示する。.

均質系の例は、純水、アルコール、鋼鉄および砂糖を水に溶解したものである。この混合物は、真の溶液と呼ばれるものを構成し、溶質の直径が10ミリメートル未満であり、重力および超遠心に対して安定であることを特徴とする。.

-異種システム

異種システムは、検討中のシステムの異なる場所におけるいくつかの集中的な特性に対して異なる値を提示する。部位は不連続面によって隔てられており、これは膜構造または粒子の表面であり得る。.

水中の粘土粒子の全体的な分散は、不均一系の一例である。粒子は水に溶解せず、系の攪拌が維持されている間は懸濁状態を維持します。.

攪拌が止まると、粘土粒子は重力の作用で沈降する.

同様に、血液は不均一系の一例です。それは、不連続面として機能するそれらの原形質膜によって血漿から分離されている血漿および細胞群によって構成されており、その中には赤血球がある。.

血漿および赤血球の内部は、ナトリウム、カリウム、塩素、重炭酸塩などの特定の元素の濃度に違いがあります。.

-不均質システム

それは、システムの異なる部分におけるいくつかの強力な特性の間に違いがあることを特徴とするが、これらの部分は明確に定義された不連続面によって分離されていない。.

不連続面

これらの不連続面は、例えば、細胞の内部をその環境から分離する原形質膜、または臓器を覆う組織であり得る。.

不均一系では不連続面は見えず、また超顕微鏡を使用していないと言われています。不均一系の点は、生物系では主に空気と水溶液によって分離されます。.

不均一系の２点間には、例えば、ある元素または化合物の濃度差があり得る。温度差もポイント間で発生する可能性があります.

エネルギーや物質の拡散

上記の状況下では、物質またはエネルギー（熱）の受動的な流れ（エネルギー消費を必要としない）がシステムの２点間で発生する。したがって、熱はより冷たい地域に移動し、より希薄な地域にとっては重要になります。したがって、この拡散によって濃度と温度の差が減少します。.

拡散は単純な拡散メカニズムによって起こります。この場合、それは基本的に2点間の濃度の勾配の存在、それらを隔てる距離、およびそれらの点間の中央を横切ることの容易さに依存します。.

システムのポイント間の濃度の差を維持するためには、エネルギーが集中するので、エネルギーまたは物質の供給が必要です。したがって、不均質システムは均質システムになります。.

不安定性

不均一系から際立っているのは、その不安定さ、それがその維持のためにエネルギーの供給を必要とする理由.

不均一システムの例

一滴のインクまたは染料

一滴の染料を水の表面に加えることによって、最初は染料の濃度は水の表面でより高くなるでしょう.

それ故、水のガラスの表面とその下にある点との間で染料の濃度に差がある。さらに、不連続面はありません。だから、結論として、これは不均一なシステムです.

その後、濃度勾配が存在するため、ガラスのすべての水中の染料の濃度が等しくなるまで、染料は液体の正弦波に向かって拡散し、均一系を再現します。.

水の波紋

池の水面に石を投げることによって、石の衝突場所から同心円状の波の形で広がる擾乱が発生します。.

多くの水の粒子に影響を与える石はそれらにエネルギーを伝えます。したがって、最初は石と接触している粒子と表面の残りの水分子との間にはエネルギー差があります。.

この場合に不連続面が存在しないと、観測されたシステムは不均一になります。石の衝撃によって生成されたエネルギーは波の形で水面に伝播し、表面の残りの水分子に到達します。.

インスピレーション

呼吸の吸息相は、簡単には次のようにして起こる：吸息筋、特に横隔膜が収縮すると、胸郭の拡張が起こる。これは結果として肺胞の体積を増やす傾向がある.

肺胞の膨張は、肺胞内気圧の低下を引き起こし、それを大気圧よりも低くする。これにより、空気ダクトを通って、大気から肺胞への空気の流れが発生します。.

それから、吸気の始めに、言及された解剖学的構造の間に不連続面の存在しないことに加えて、鼻孔と肺胞の間に圧力差がある。したがって、現在のシステムは不均一です.

有効期限

呼気相では、反対の現象が起こる。肺胞内圧は大気圧よりも高くなり、呼気終末圧が等しくなるまで、空気は肺胞から大気へと空気通路を通って流れる。.

次に、呼気の開始時に、肺胞と鼻孔の2点間に圧力差が存在します。加えて、示された２つの解剖学的構造の間に不連続面はないので、これは不均一系である。.

参考文献

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