Materiaalijärjestelmät

Selitämme, mitkä materiaalijärjestelmät, niiden ominaisuudet, luokittelu ja annamme useita esimerkkejä

Mitkä ovat aineelliset järjestelmät?

Eräs Materiaalijärjestelmä, Kemiassa ja muissa tieteissä se vastaa osan maailmankaikkeudesta ja joka erottuu ympäristöstä sen tutkimiseksi.

Esimerkiksi, kun kemisti sanoo aikovansa tutkia liuoksen ominaisuuksia, tämä ratkaisu vastaa materiaalijärjestelmää, koska se muodostuu aineesta ja kemisti tutkii sitä erikseen ympäristöön.

Materiaalijärjestelmien ominaisuudet

Heillä on massa ja asuvat paikka avaruudessa

Tämä ominaisuus johtuu yksinkertaisesta tosiasiasta, että aineen muodostuminen. Tämä on määritelty kaikeksi, jolla on massa ja tilavuus, joten järjestelmissä on myös massa ja tilavuus.

Nämä kaksi ominaisuutta ovat yleisiä kaikille järjestelmille, sen koostumuksesta riippumatta ja ovat laajoja ominaisuuksia, koska ne riippuvat sen sisältämän aineen määrästä.

Ne voivat olla minkä tahansa kokoisia

Niin kauan kuin ne koostuvat aineesta ja ympäristössä on hyvin määritelty raja, materiaalijärjestelmät voivat olla niin pieniä tai niin suuria kuin haluat.

Esimerkiksi hiukkasten fyysikot opiskelevat asteikolla jopa pienempiä kuin atomin koko. Näissä tapauksissa järjestelmä voi muodostaa alueella, jolla kaksi suuren nopeuden protonia törmäävät fragmenttiin pienissä hiukkasissa, joita kutsutaan kvarkeiksi.

Kuva Hadron Colliderin kahden hiukkasen törmäyksestä. Esimerkissä pienten hiukkasten muodostamasta materiaalijärjestelmästä

Toisaalta kaukaisia ​​galakseja, mustia reikiä ja kaikenlaisia ​​eksoottisia taivaallisia esineitä tutkivat kosmologit tutkivat myös materiaalijärjestelmiä käsittämättömästi valtavissa asteikoissa.

Sillä on hyvin määritelty rajat

Yksi järjestelmän määrittelemisen tärkeimmistä ominaisuuksista on, että se voidaan selvästi erottaa siitä, missä järjestelmä päättyy ja missä ympäristö alkaa. Tämä tarkoittaa, että materiaalijärjestelmällä on oltava hyvin määriteltyjä rajoja.

On myös tärkeää pystyä määrittelemään tai tuntemaan näiden rajojen ominaisuudet, koska tämä helpottaa sen tutkimusta.

Voi palvella sinua: Kahvihappo: rakenne, ominaisuudet, biosynteesi, käyttää

Esimerkiksi järjestelmä voi olla kaasu, joka sisältyy sylinteriin, jolla on liikkuva mäntä, joka mahdollistaa sen tilavuuden puristamisen tai laajentamisen tai joka voidaan rajoittaa jäykäyn metallireaktoriin, joka ei salli sen muodon ja tilavuuden muutoksia.

Toisaalta toinen järjestelmä voi olla kuppi kahvia, jotka on rajoitettu termosiin, joiden seinät ovat adiabaattisia (jotka eivät salli lämmönsiirtoa järjestelmään tai järjestelmään).

Erityiset ominaisuudet

Materiaalijärjestelmillä on myös sarja ominaisuuksia, jotka eivät ole riippuvaisia ​​niiden koosta tai aineen määrästä, vaan pikemminkin sellaisesta aiheesta, josta ne muodostuvat.

Joitakin esimerkkejä materiaalijärjestelmää ominaisista ominaisuuksista ovat väri, kirkkaus, lämmön ja sähkönjohtavuus, tiheys jne.

Materiaalijärjestelmien luokittelu

Materiaalijärjestelmät voivat olla hyvin vaihtelevia niiden säveltäneen kohteen ominaisuuksista riippuen. Ensinnäkin voit erottaa kahden tyyppiset materiaalijärjestelmät eri vaiheiden lukumäärän mukaan, jonka voimme erottaa paljaalla silmällä. Nämä ovat Homogeeniset järjestelmät, heterogeeniset ja epähomogeeniset järjestelmät.

Nämä järjestelmät voidaan jakaa muihin materiaaliluokkiin niiden koostumuksen mukaan.

1. Materiaalijärjestelmien luokittelu vaiheiden lukumäärän mukaan

Kun tarkkailemme materiaalijärjestelmää paljaalla silmällä tai jopa mikroskoopin avulla, voimme erottaa järjestelmän osia, jotka eroavat toisistaan. Tämä johtaa erityyppisiin järjestelmiin:

Homogeeniset materiaalijärjestelmät

He ovat niitä, joissa vain yksi asia erotetaan, vaikka järjestelmää tarkastellaan hyvin tiiviisti mikroskoopin käytön kanssa. Homogeeniset järjestelmät on karakterisoitu, koska niiden ominaisuudet ovat täsmälleen samat missä tahansa järjestelmässä, jota havaitaan.

Kaikilla homogeenisen järjestelmän alueilla on täsmälleen sama koostumus ja siksi samat intensiiviset ominaisuudet, kuten väri, tiheys jne. Sanotaan, että homogeeniset järjestelmät muodostuvat yhdellä aineella.

• Esimerkit

Puhdas vesi on esimerkki homogeenisesta järjestelmästä, koska on mahdotonta erottaa vesipisara toisesta lasista, joka on täynnä vettä. Lisäksi kaikilla järjestelmän yhdellä puolella otetuilla vesipisaroilla on samat ominaisuudet ja ominaisuudet kuin millä tahansa muulla järjestelmän osalla otetulla pudotuksella.

Voi palvella sinua: Metallinen linkki

Pronssilohko tai mikä tahansa muu seos on myös esimerkki homogeenisesta materiaalijärjestelmästä, koska sillä on yhtenäinen koostumus kokonaisuudessaan.

Heterogeeniset materiaalijärjestelmät

Heterogeeniset järjestelmät ovat niitä, jotka ensi silmäyksellä tai mikroskoopin käytön avulla voidaan huomata, että se muodostuu useammasta kuin yksi vaihe. Tämä tarkoittaa, että järjestelmäalueet voidaan nähdä eri ominaisuuksilla ja että ne on fyysisesti erotettu muista määriteltyjen rajojen kautta.

Heterogeeninen järjestelmä muodostuu useista homogeenisten järjestelmien sekoittamattomista vaiheista.

• Esimerkit

Hiekka ja graniitti ovat klassisia esimerkkejä heterogeenisistä järjestelmistä, koska tarkkaan katsomalla voit nähdä selvästi, että ne muodostuvat erikokoisilla, muodoissa ja väreillä.

Kuten kuvassa voidaan nähdä, graniitti muodostuu monilla eri värivaiheilla, joten se on heterogeeninen materiaalijärjestelmä

Lihapihvi on myös heterogeeninen järjestelmä, koska se erottaa selvästi alueet, joilla on punainen kudos ja muut, joissa on valkoista rasvaa.

Epähomogeeniset materiaalijärjestelmät

Nämä ovat järjestelmiä, jotka ensi silmäyksellä vaikuttavat homogeenisilta, koska eri vaiheissa ei ole selvästi erotettua, vaan joilla on erilaisia ​​koostumuksia ja ominaisuuksia eri osissa. Niille on ominaista esitellä asteittainen ja jatkuva koostumuksen ja ominaisuuksien muutos järjestelmän yhdestä alueelta toiseen.

• Esimerkki

Esimerkki on ilmapiiri, joka muodostuu ilma, näennäisesti homogeeninen kaasumainen aine. Kuitenkin, jos ylemmän ilmakehän ilma analysoidaan ja verrataan merenpohjaan, havaitaan, että se on vähemmän tiheä, se sisältää vähemmän happipitoisuutta, sillä on erilainen lämpötila jne. Siksi se on epähomogeeninen järjestelmä.

Voi palvella sinua: Ferrisulfaatti: rakenne, ominaisuudet, riskit ja käytöt

2. Materiaalijärjestelmien luokittelu Hänen koostumuksensa

Puhtaat aineet

Puhtaat aineet ovat homogeenisia järjestelmiä, jotka on muodostettu yhden tyyppinen aine. Ne voidaan tunnistaa, koska niitä ei ole mahdollista erottaa muista yksinkertaisemmiksi aineiksi fyysisellä keinolla, kuten suodatus, tislaus, haihtuminen jne.

Puhtaat aineet voivat olla kahta tyyppiä:

• Peruselementit tai aineet: Niitä ei voida erottaa muista yksinkertaisemmista aineista tai fysikaalisista tai kemiallisista keinoista.
• Yhdisteet: Ne puhtaat aineet, jotka ovat muodostaneet useampi kuin yksi elementti.

Esimerkit

Kaasumainen happi, metallinen rauta ja nestemäinen bromi ovat esimerkkejä puhtaista alkuaineista.

Toisaalta vesi, hiilidioksidi ja rikkihappo ovat esimerkkejä yhdisteistä.

Seokset

Seokset ovat materiaalijärjestelmiä, jotka on muodostettu useamman kuin yhden puhtaan aineen avulla. Kaksi tyyppiä seoksia voidaan erottaa:

• Homogeeniset seokset: Kutsutaan myös ratkaisuiksi, ovat ne, joissa kaikki aineet ovat yhdessä vaiheessa.
• Heterogeeniset seokset: Ne ovat seoksia, joissa aineet ovat eri tavalla erotettavissa toistensa eri vaiheissa.

Esimerkit

Merivedet ovat esimerkki homogeenisesta seoksesta veden ja suolan välillä. Alkoholijuomat ovat myös, koska ne koostuvat vedestä, alkoholista ja muista aineista, kaikki samassa vaiheessa.

Puukappale on materiaalijärjestelmä, jonka on muodostanut suuri määrä aineita sekoitettuna eri vaiheissa, joten se on heterogeeninen seos.