비균질 시스템 : 특성 및 예 - 화학 - 2026

불 균질 시스템은 겉보기 동질성에도 불구하고, 속성 공간의 특정 위치에 다를 수 있습니다 하나입니다. 예를 들어 공기의 조성은 기체의 균일 한 혼합물이지만 고도에 따라 달라집니다.

그러나 시스템이란 무엇입니까? 시스템은 일반적으로 전체적으로 작동하는 상호 관련된 요소의 집합으로 정의됩니다. 특정 기능을 수행하기 위해 해당 요소가 함께 개입하는 것도 추가 할 수 있습니다. 이것은 소화, 순환계, 신경계, 내분비 계, 신장계 및 호흡계의 경우입니다.

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그러나 시스템은 물 한 잔처럼 간단 할 수 있습니다 (상단 이미지). 잉크 한 방울을 추가하면 색상이 분해되어 물 전체에 퍼집니다. 이것은 비균질 시스템의 예이기도합니다.

시스템이 물리적 인 물체와 같이 정확한 한계가없는 특정 공간으로 구성된 경우이를 물질계라고합니다. 물질은 질량, 부피, 화학 성분, 밀도, 색상 등과 같은 일련의 속성을 가지고 있습니다.

시스템의 속성 및 상태

물질의 물리적 특성은 광범위한 특성과 집약적 특성으로 나뉩니다.

광범위한 속성

이는 고려되는 샘플의 크기 (예 : 질량 및 부피)에 따라 다릅니다.

집약적 속성

고려되는 샘플의 크기에 따라 다르지 않은 것입니다. 이러한 속성에는 온도, 밀도 및 농도가 포함됩니다.

재료의 상태

반면에 시스템은 물질이 이러한 속성과 관련된 단계 또는 상태에 따라 달라집니다. 따라서 물질에는 고체, 기체 및 액체의 세 가지 물리적 상태가 있습니다.

재료는 하나 이상의 물리적 상태를 가질 수 있습니다. 얼음과 평형을 이루는 액체 물의 경우, 현탁액에있는 고체입니다.

동종, 이기종 및 비균질 시스템의 특성

균질 시스템

균질 한 시스템은 전체적으로 동일한 화학적 조성과 동일한 집중적 특성을 갖는 것이 특징입니다. 고체 상태, 액체 상태 또는 기체 상태 일 수있는 단상이 있습니다.

균질 시스템의 예는 순수한 물, 알코올, 강철 및 물에 용해 된 설탕입니다. 이 혼합물은 용질의 직경이 10 밀리 크라 미만이고 중력 및 초 원심 분리에 안정하다는 특징이있는 진정한 용액을 구성합니다.

-이기종 시스템

이기종 시스템은 고려중인 시스템의 여러 사이트에서 일부 집약적 속성에 대해 서로 다른 값을 제공합니다. 부위는 막 구조 또는 입자 표면 일 수있는 불연속 표면으로 분리됩니다.

물에 점토 입자의 거친 분산은 이질적인 시스템의 한 예입니다. 입자는 물에 용해되지 않으며 시스템이 교반되는 한 현탁 상태로 유지됩니다.

교반이 멈 추면 점토 입자는 중력의 작용으로 침전됩니다.

마찬가지로 혈액은 이기종 시스템의 예입니다. 그것은 혈장과 세포 그룹으로 구성되며, 그중 적혈구는 불연속 표면으로 기능하는 원형질막에 의해 혈장과 분리됩니다.

혈장과 적혈구 내부는 나트륨, 칼륨, 염소, 중탄산염 등과 같은 특정 원소의 농도에 차이가 있습니다.

-이종 시스템

시스템의 다른 부분에서 일부 집약적 특성간에 차이가있는 것이 특징이지만 이러한 부분은 잘 정의 된 불연속 표면으로 분리되지 않습니다.

불연속 표면

이러한 불연속성 표면은 예를 들어 세포 내부를 환경으로부터 분리하는 원형질막 또는 장기를 감싸는 조직 일 수 있습니다.

비균질 시스템에서는 초 현미경을 사용해도 불연속 표면이 보이지 않는다고합니다. 비균질 시스템의 포인트는 생물학적 시스템에서 공기와 수용액에 의해 근본적으로 분리됩니다.

비균질 시스템의 두 지점 사이에는 예를 들어 일부 원소 또는 화합물의 농도 차이가있을 수 있습니다. 지점간에 온도 차이가 발생할 수도 있습니다.

에너지 또는 물질의 확산

위의 상황에서 물질 또는 에너지 (열)의 수동 흐름 (에너지 소비가 필요하지 않음)이 시스템의 두 지점 사이에서 발생합니다. 따라서 열은 더 차가운 지역으로 이동하고 문제는 더 희석 된 지역으로 이동합니다. 따라서 이러한 확산으로 인해 농도와 온도의 차이가 감소합니다.

확산은 단순한 확산 메커니즘에 의해 발생합니다. 이 경우 근본적으로 두 점 사이의 농도 구배, 두 점을 구분하는 거리 및 점 사이의 매체 교차 용이성에 따라 달라집니다.

시스템 지점 간의 농도 차이를 유지하려면 모든 지점의 농도가 동일하기 때문에 에너지 또는 물질의 공급이 필요합니다. 따라서 비균질 시스템은 균질 시스템이됩니다.

불안정

비균질 시스템의 특징은 불안정성이므로 유지 관리를 위해 전원 공급 장치가 필요한 경우가 많습니다.

이질적인 시스템의 예

물에 잉크 또는 식용 색소 한 방울

물 표면에 한 방울의 착색제를 첨가하면 처음에는 착색제의 농도가 물 표면에서 더 높아질 것입니다.

따라서 물 유리의 표면과 밑에있는 반점 사이의 염료 농도에 차이가 있습니다. 또한 불연속 표면이 없습니다. 따라서 결론적으로 이것은 비균질 시스템입니다.

결과적으로 농도 구배의 존재로 인해 착색제의 농도가 유리의 모든 물에서 균일해질 때까지 착색제가 액체로 확산되어 균일 한 시스템을 재현합니다.

물 파문

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연못의 물 표면에 돌을 던지면 돌의 충돌 부위에서 동심원 파의 형태로 전파되는 교란이 발생합니다.

많은 물 입자에 영향을 줄 때 돌은 에너지를 전달합니다. 따라서 처음에 돌과 접촉하는 입자와 표면의 나머지 물 분자 사이에는 에너지적인 차이가 있습니다.

이 경우 불연속 표면이 없기 때문에 관찰 된 시스템은 불균일합니다. 돌의 충격에 의해 생성 된 에너지는 물결 형태로 물 표면에 퍼져 표면의 나머지 물 분자에 도달합니다.

영감

호흡의 흡기 단계는 다음과 같은 방식으로 간단히 발생합니다. 흡기 근육, 특히 횡경막이 수축 할 때 흉곽이 확장됩니다. 이것은 폐포의 부피를 증가시키는 경향이 있습니다.

폐포 팽창은 폐포 내 기압을 감소시켜 대기압보다 낮게 만듭니다. 이것은 공기 덕트를 통해 대기에서 폐포로 공기 흐름을 생성합니다.

그런 다음 영감이 시작될 때 언급 된 해부학 적 구조 사이에 불연속 표면이 존재하지 않는 것 외에도 콧 구멍과 폐포 사이에 압력 차이가 있습니다. 따라서 현재 시스템은 이질적입니다.

만료

만료 단계에서는 반대 현상이 발생합니다. 폐포 내 압력은 대기압보다 높아지고 공기는 호기 말 압력이 균등해질 때까지 폐포에서 대기로 공기 덕트를 통해 흐릅니다.

따라서 만료가 시작될 때 폐포와 콧 구멍의 두 지점 사이에 압력 차이가 있습니다. 또한 표시된 두 해부학 적 구조 사이에 불연속적인 표면이 없으므로 이것은 비균질 시스템입니다.

참고 문헌

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