HỆ THỐNG KHÔNG ĐỒNG NHẤT: ĐẶC ĐIỂM VÀ VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2026

Các hệ thống không đồng nhất là một trong đó mặc dù đồng nhất rõ ràng của nó, tính chất của nó có thể thay đổi tại các địa điểm nhất định trong không gian. Ví dụ, thành phần của không khí, ngay cả khi nó là một hỗn hợp khí đồng nhất, thay đổi theo độ cao.

Nhưng hệ thống là gì? Một hệ thống thường được định nghĩa là một tập hợp các phần tử có liên quan với nhau hoạt động như một tổng thể. Nó cũng có thể được thêm vào rằng các yếu tố của nó can thiệp với nhau để hoàn thành một chức năng cụ thể. Đây là trường hợp của hệ tiêu hóa, tuần hoàn, thần kinh, nội tiết, thận và hô hấp.

Nguồn: Pixabay

Tuy nhiên, một hệ thống có thể là một thứ gì đó đơn giản như một cốc nước (hình trên cùng). Lưu ý rằng khi thêm một giọt mực, mực sẽ vỡ ra thành các màu và lan ra toàn bộ thể tích của nước. Đây cũng là một ví dụ về hệ thống không đồng nhất.

Khi hệ thống bao gồm một không gian cụ thể không có giới hạn chính xác như một đối tượng vật chất, thì nó được gọi là hệ vật chất. Vật chất có một tập hợp các đặc tính như khối lượng, thể tích, thành phần hóa học, mật độ, màu sắc, v.v.

Thuộc tính và trạng thái của hệ thống

Các thuộc tính vật lý của vật chất được chia thành thuộc tính mở rộng và thuộc tính chuyên sâu.

Thuộc tính mở rộng

Chúng phụ thuộc vào kích thước của mẫu được xem xét, ví dụ như khối lượng và thể tích của nó.

Các thuộc tính chuyên sâu

Chúng là những mẫu không thay đổi theo kích thước của mẫu được xem xét. Các đặc tính này bao gồm nhiệt độ, mật độ và nồng độ.

Trạng thái của vật liệu

Mặt khác, một hệ thống cũng phụ thuộc vào giai đoạn hoặc trạng thái mà vật chất có liên quan đến các đặc tính này. Như vậy, vật chất có ba trạng thái vật chất: rắn, khí và lỏng.

Một vật chất có thể có một hoặc nhiều trạng thái vật chất; đó là trường hợp nước lỏng ở trạng thái cân bằng với nước đá, một chất rắn ở trạng thái huyền phù.

Đặc điểm của hệ thống đồng nhất, không đồng nhất và không đồng nhất

Hệ thống đồng nhất

Hệ thống đồng nhất được đặc trưng bởi có cùng thành phần hóa học và cùng tính chất chuyên sâu trong suốt. Nó có một pha duy nhất có thể ở trạng thái rắn, trạng thái lỏng hoặc trạng thái khí.

Ví dụ về hệ thống đồng thể là: nước tinh khiết, rượu, thép và đường hòa tan trong nước. Hỗn hợp này tạo thành cái được gọi là dung dịch thực, có đặc điểm là có chất tan có đường kính nhỏ hơn 10 milimicra, bền với trọng lực và siêu ly tâm.

-Hệ thống không đồng nhất

Hệ thống không đồng nhất trình bày các giá trị khác nhau cho một số thuộc tính chuyên sâu tại các vị trí khác nhau trong hệ thống đang được xem xét. Các vị trí được ngăn cách bởi các bề mặt không liên tục, có thể là cấu trúc màng hoặc bề mặt của các hạt.

Sự phân tán thô của các hạt sét trong nước là một ví dụ của một hệ không đồng nhất. Các hạt không hòa tan trong nước và ở trạng thái huyền phù miễn là hệ thống được khuấy động.

Khi sự kích động chấm dứt, các hạt đất sét lắng xuống dưới tác dụng của trọng lực.

Tương tự, máu là một ví dụ của một hệ thống không đồng nhất. Nó được tạo thành từ huyết tương và một nhóm tế bào, trong số đó có hồng cầu, được ngăn cách với huyết tương bởi màng sinh chất của chúng có chức năng như bề mặt không liên tục.

Huyết tương và bên trong hồng cầu có sự khác biệt về nồng độ của một số nguyên tố như natri, kali, clo, bicarbonat, v.v.

-Hệ thống không đồng nhất

Nó có đặc điểm là có sự khác biệt giữa một số thuộc tính chuyên sâu trong các phần khác nhau của hệ thống, nhưng các phần này không bị phân tách bởi các bề mặt gián đoạn được xác định rõ.

Bề mặt gián đoạn

Ví dụ, những bề mặt không liên tục này có thể là màng sinh chất ngăn cách bên trong tế bào với môi trường của nó hoặc các mô lót một cơ quan.

Người ta nói rằng trong một hệ thống không đồng nhất, các bề mặt gián đoạn không thể nhìn thấy ngay cả khi sử dụng phương pháp soi siêu vi. Các điểm của hệ thống không đồng nhất được ngăn cách cơ bản bởi không khí và dung dịch nước trong hệ thống sinh học.

Ví dụ, giữa hai điểm của hệ không đồng nhất có thể có sự khác biệt về nồng độ của một số nguyên tố hoặc hợp chất. Sự chênh lệch nhiệt độ cũng có thể xảy ra giữa các điểm.

Sự khuếch tán của năng lượng hoặc vật chất

Trong các trường hợp trên, một dòng thụ động (không cần tiêu tốn năng lượng) của vật chất hoặc năng lượng (nhiệt) xảy ra giữa hai điểm của hệ. Do đó, nhiệt sẽ di chuyển đến các khu vực lạnh hơn và vật chất đến các khu vực loãng hơn. Do đó, sự khác biệt về nồng độ và nhiệt độ giảm nhờ sự khuếch tán này.

Sự khuếch tán xảy ra theo cơ chế khuếch tán đơn giản. Trong trường hợp này, về cơ bản nó phụ thuộc vào sự tồn tại của một gradien nồng độ giữa hai điểm, khoảng cách phân tách chúng và sự dễ dàng đi qua môi trường giữa các điểm.

Để duy trì sự chênh lệch nồng độ giữa các điểm của hệ thống, cần phải cung cấp năng lượng hoặc vật chất, vì nồng độ ở tất cả các điểm sẽ bằng nhau. Do đó, hệ thống không đồng nhất sẽ trở thành một hệ thống đồng nhất.

Không ổn định

Một đặc điểm nổi bật của hệ thống không đồng nhất là tính không ổn định của nó, vì vậy trong nhiều trường hợp, nó yêu cầu một nguồn cung cấp điện để bảo trì.

Ví dụ về hệ thống không đồng nhất

Một giọt mực hoặc màu thực phẩm trong nước

Bằng cách thêm một giọt chất tạo màu lên bề mặt nước, ban đầu nồng độ chất tạo màu trên bề mặt nước sẽ cao hơn.

Do đó, có sự khác biệt về nồng độ thuốc nhuộm giữa bề mặt của cốc nước và các vết bên dưới. Hơn nữa, không có bề mặt của sự gián đoạn. Vì vậy, kết luận đây là một hệ thống không đồng nhất.

Sau đó, do sự tồn tại của một gradient nồng độ, chất màu sẽ khuếch tán vào chất lỏng cho đến khi nồng độ của chất tạo màu được cân bằng trong tất cả nước trong ly, tái tạo hệ thống đồng nhất.

Nước gợn sóng

Nguồn: Pixabay

Khi ném một viên đá lên mặt nước trong ao, một sự xáo trộn xảy ra lan truyền dưới dạng các sóng đồng tâm từ vị trí va chạm của viên đá.

Đá khi va chạm vào một số hạt nước sẽ truyền năng lượng cho chúng. Do đó, có sự khác biệt về năng lượng giữa các hạt ban đầu tiếp xúc với đá và phần còn lại của các phân tử nước trên bề mặt.

Vì không có bề mặt gián đoạn trong trường hợp này, hệ thống quan sát được là không đồng nhất. Năng lượng được tạo ra từ sự va chạm của đá lan truyền trên bề mặt nước dưới dạng sóng, truyền đến các phân tử nước còn lại trên bề mặt.

Cảm hứng

Giai đoạn cảm hứng của hô hấp, diễn ra ngắn gọn theo cách sau: khi các cơ hô hấp co lại, đặc biệt là cơ hoành, có sự mở rộng của khung xương sườn. Điều này dẫn đến xu hướng tăng thể tích của phế nang.

Phình phế nang làm giảm áp suất không khí trong phế nang, làm cho nó thấp hơn áp suất khí quyển. Điều này tạo ra một luồng không khí từ khí quyển đến các phế nang, qua các ống dẫn khí.

Sau đó, khi bắt đầu hứng, có sự chênh lệch áp suất giữa lỗ mũi và phế nang, ngoài sự không tồn tại của bề mặt gián đoạn giữa các cấu trúc giải phẫu đã đề cập. Do đó, hệ thống hiện tại là không đồng nhất.

Hết hạn

Trong giai đoạn hết hạn, hiện tượng ngược lại xảy ra. Áp suất nội phế nang trở nên cao hơn áp suất khí quyển và không khí chảy qua các ống dẫn khí, từ phế nang đến khí quyển, cho đến khi áp suất được cân bằng khi hết hạn.

Vì vậy, khi bắt đầu hết hạn, có sự tồn tại của sự chênh lệch áp suất giữa hai điểm, phế nang phổi và lỗ mũi. Ngoài ra, không có bề mặt nào của sự gián đoạn giữa hai cấu trúc giải phẫu được chỉ ra, vì vậy đây là một hệ thống không đồng nhất.

Người giới thiệu

1. Wikipedia. (2018). Hệ thống vật chất. Lấy từ: es.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (ngày 29 tháng 2 năm 2012). Đại học Quốc gia Cordoba. Được khôi phục từ: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Các lớp học Hóa học. (2008). Hóa lý. Lấy từ: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. và Macarulla, JM Fisicoquímica Fisiológica. 1984. Tái bản lần thứ sáu. Biên tập Interamericana.
5. Ganong, WF Tổng quan về Sinh lý học Y khoa. 2003, Ấn bản Hai mươi mốt. McGraw-Hill Công ty, inc.