Sistema disomogeneo

Un esempio di un sistema disomogeneo, in cui il colorante è diffuso attraverso il volume di acqua

Cos'è un sistema disomogeneo?

UN Sistema disomogeneo È uno che, nonostante la sua apparente omogeneità, le sue proprietà possono variare in determinati spazi dello spazio. La composizione dell'aria, ad esempio, anche se si tratta di una miscela di gas omogenea, cambia in base all'altitudine.

Un sistema è generalmente definito come un insieme di elementi relativi all'altro e che funzionano nel suo insieme. Si può anche aggiungere che i suoi elementi intervengono congiuntamente per svolgere una funzione specifica. Questo è il caso dei sistemi digestivi, circolatori, nervosi, endocrini, renali e respiratori.

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

Quando il sistema è costituito da un determinato spazio senza limiti precisi, come oggetto fisico, si parla del sistema materiale. Il soggetto presenta una serie di proprietà come massa, volume, composizione chimica, densità, colore, ecc.

Caratteristiche dei sistemi disomogenei

È caratterizzato da 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 da ciò che li circonda o i tessuti che coprono un organo.

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Si dice che in un sistema discontinuità del sistema discontinuità non siano visibili o usano ultramicroscopia. I punti del sistema disomogeneo sono fondamentalmente per soluzioni aeree e acquose nei sistemi biologici.

Tra due punti del sistema disomogeneo può esserci, ad esempio, una differenza di concentrazione di alcuni elementi o composti. Una differenza di temperatura può verificarsi anche tra i punti.

Energia o diffusione della materia

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

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

Per mantenere la differenza di concentrazione tra i punti del sistema, è necessaria un'energia o un'offerta di materia, poiché le concentrazioni in tutti i punti verrebbero abbinate. Pertanto, il sistema disomogeneo diventerebbe un sistema omogeneo.

Instabilità

Una caratteristica da evidenziare dal sistema disomogeneo è la sua instabilità, quindi in molti casi richiede un approvvigionamento di energia per il suo mantenimento.

Esempi di sistemi disomogenei

Una goccia di inchiostro o tintura in acqua

Aggiungendo una goccia di colorante sulla superficie dell'acqua, inizialmente la concentrazione di colorazione sarà più alta sulla superficie dell'acqua.

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Pertanto, esiste una differenza nella concentrazione del colorante tra la superficie della nave dell'acqua e i punti sottostanti. Inoltre, non esiste una 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 al seno del liquido fino a quando la concentrazione di colorazione non è uguale a tutta l'acqua del vetro, riproducendo il sistema omogeneo.

Ondulazioni d'acqua

Quando si lancia una pietra sulla superficie dell'acqua di uno stagno, c'è un disturbo che si diffonde sotto forma di onde concentriche dal sito di impatto in pietra.

La pietra, quando ha un impatto su una serie di particelle d'acqua, trasmette energia. Pertanto, esiste una differenza di energia tra le particelle inizialmente a contatto con la pietra e il resto delle molecole d'acqua sulla superficie.

Non c'è una superficie di discontinuità in questo caso, il sistema osservato è disomogeneo. L'energia prodotta dall'impatto della pietra si sta diffondendo sulla superficie dell'acqua a forma di onda, raggiungendo il resto delle molecole d'acqua sulla superficie.

Ispirazione

La fase di ispirazione respiratoria, si verifica brevemente nel modo seguente: quando si contraggono i muscoli inspirativi, in particolare il diaframma, si verifica un'espansione della gabbia toracica. Ciò si traduce in una tendenza ad aumentare il volume dell'alveolo.

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

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Quindi, all'inizio dell'ispirazione c'è una differenza di pressione tra narici e alveoli, oltre alla non esistenza delle superfici di discontinuità tra le strutture anatomiche menzionate. Pertanto, l'attuale sistema è disomogeneo.

Scadenza

Nella fase di scadenza si verifica il fenomeno opposto. La pressione intraalveolare diventa maggiore della pressione atmosferica e i flussi d'aria attraverso i condotti dell'aria, dagli alveoli all'atmosfera, fino a quando le pressioni sono equalizzate alla fine della scadenza.

Quindi, all'inizio della scadenza c'è l'esistenza di 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. Sistema di materiale. Tratto da: è.Wikipedia.org
2. Jiménez Vargas, J. e Macarulla, J. M. Fisiologico fisico (1984). Sesta edizione. Editoriale interamericano.