Sistema não homogêneo

Um exemplo de um sistema não homogêneo, no qual o corante está espalhado pelo volume de água

O que é um sistema não homogêneo?

A Sistema não homogêneo É aquele que, apesar de sua aparente homogeneidade, suas propriedades podem variar em certos espaços de espaço. A composição do ar, por exemplo, mesmo que seja uma mistura de gás homogênea, muda de acordo com a altitude.

Um sistema é geralmente definido como um conjunto de elementos relacionados um ao outro e que funcionam como um todo. Também pode ser acrescentado que seus elementos intervêm em conjunto para cumprir uma função específica. Este é o caso de sistemas digestivos, circulatórios, nervosos, endócrinos, renais e respiratórios.

No entanto, um sistema pode ser algo tão simples quanto um vidro com água (imagem superior). Observe que, ao adicionar uma gota de tinta, ela quebra em suas cores e se espalha por todo o volume de água. Este também é um exemplo de sistema não homogêneo.

Quando o sistema consiste em um determinado espaço sem limites precisos, como um objeto físico, se fala do sistema material então. O sujeito apresenta um conjunto de propriedades como massa, volume, composição química, densidade, cor, etc.

Características de sistemas não homogêneos

É caracterizado por ter diferenças entre algumas das propriedades intensivas em diferentes partes do sistema, mas essas partes não são separadas por superfícies de descontinuidade bem definidas.

Superfícies de descontinuidade

Essas superfícies de descontinuidade podem ser, por exemplo, as membranas plasmáticas que separam o interior da célula do ambiente ou dos tecidos que cobrem um órgão.

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Dizem que, em um sistema não homogêneo, as superfícies de descontinuidade não são visíveis ou usando ultramicroscopia. Os pontos do sistema não homogêneo são fundamentalmente por ar e soluções aquosas em sistemas biológicos.

Entre dois pontos do sistema não homogêneo, pode haver, por exemplo, uma diferença na concentração de algum elemento ou composto. Uma diferença de temperatura também pode ocorrer entre os pontos.

Disseminação de energia ou matéria

Nas circunstâncias acima, ocorre um fluxo passivo (que não requer gasto energético) de matéria ou energia (calor) entre os dois pontos do sistema. Portanto, o calor migrará para as áreas mais frias e importa para as áreas mais diluídas. Assim, as diferenças de concentração e temperatura diminuem graças a esta difusão.

A difusão ocorre pelo mecanismo de difusão simples. Nesse caso, depende fundamentalmente da existência de um gradiente de concentração entre dois pontos, a distância que os separa e a facilidade de cruzar o meio entre os pontos.

Para manter a diferença na concentração entre os pontos do sistema, é necessária uma oferta de energia ou matéria, uma vez que as concentrações em todos os pontos seriam correspondentes. Portanto, o sistema não homogêneo se tornaria um sistema homogêneo.

Instabilidade

Uma característica a destacar do sistema não homogêneo é sua instabilidade; portanto, em muitos casos, é necessário um suprimento de energia para sua manutenção.

Exemplos de sistemas não homogêneos

Uma gota de tinta ou corante na água

Ao adicionar uma gota de corante na superfície da água, inicialmente a concentração de coloração será maior na superfície da água.

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Portanto, há uma diferença na concentração do corante entre a superfície do vaso da água e os pontos subjacentes. Além disso, não há superfície de descontinuidade. Então, em conclusão, este é um sistema não homogêneo.

Posteriormente, devido à existência de um gradiente de concentração, o corante se espalhará para o seio do líquido até que a concentração de coloração seja igual a toda a água do vidro, reproduzindo o sistema homogêneo.

Ondulações de água

Ao jogar uma pedra na superfície da água de uma lagoa, há um distúrbio que se espalha na forma de ondas concêntricas do local de impacto da pedra.

A pedra, ao impactar uma série de partículas de água, transmite energia. Portanto, há uma diferença de energia entre as partículas inicialmente em contato com a pedra e o restante das moléculas de água na superfície.

Não há uma superfície de descontinuidade neste caso, o sistema observado é não homogêneo. A energia produzida pelo impacto da pedra está se espalhando na superfície da água em forma de onda, atingindo o restante das moléculas de água na superfície.

Inspiração

A fase de inspiração respiratória ocorre brevemente da seguinte maneira: Ao contrair os músculos inspiratórios, especialmente o diafragma, ocorre uma expansão da caixa torácica. Isso resulta em uma tendência a aumentar o volume do alvéolo.

A distensão alveolar produz uma diminuição na pressão do ar intraalveolar, tornando -o menos do que a pressão do ar atmosférico. Isso produz um fluxo de ar da atmosfera para os alvéolos, através de dutos de ar.

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Então, no início da inspiração, há uma diferença de pressão entre narinas e alvéolos, além da não existência de superfícies de descontinuidade entre as estruturas anatômicas mencionadas. Portanto, o sistema atual é não homogêneo.

Expiração

Na fase de expiração, o fenômeno oposto ocorre. A pressão intraalveolar se torna maior que a pressão atmosférica e os fluxos de ar através dos dutos de ar, de alvéolos à atmosfera, até que as pressões sejam equalizadas no final da expiração.

Então, no início da expiração, existe a existência de uma diferença de pressão entre dois pontos, os alvéolos pulmonares e as narinas. Além disso, não há superfícies de descontinuidade entre as duas estruturas anatômicas indicadas, então este é um sistema não homogêneo.

Referências

1. Sistema de material. Tirado de: é.Wikipedia.org
2. Jiménez Vargas, J. e Macarulla, J. M. Fisiológica Físico (1984). Sexta edição. Editorial inter -americano.