Materiaalsystemen

We leggen uit welke materiaalsystemen, hun eigenschappen, classificatie en verschillende voorbeelden geven

Wat zijn materiaalsystemen?

A Materiaalsysteem, In chemie en andere wetenschappen komt het overeen met een deel van het universum gevormd door materie en dat scheidt van de omgeving om het te bestuderen.

Wanneer een chemicus bijvoorbeeld zegt dat hij de eigenschappen van een oplossing gaat bestuderen, komt deze oplossing overeen met een materiaalsysteem, omdat het wordt gevormd door materie, en de chemicus bestudeert het afzonderlijk naar de omgeving.

Eigenschappen van materiaalsystemen

Ze hebben massa en bezetten een plek in de ruimte

Deze eigenschap komt van het simpele feit dat ze door materie worden gevormd. Dit wordt gedefinieerd als alles wat massa en volume heeft, dus gevormd door materie zullen de systemen ook massa en volume hebben.

Deze twee eigenschappen zijn algemeen voor elk systeem, ongeacht de samenstelling ervan en zijn uitgebreide eigenschappen, omdat ze afhankelijk zijn van de hoeveelheid materie die het bevat.

Ze kunnen elke grootte zijn

Zolang ze uit materie zijn samengesteld en er een goed gedefinieerde rand is met de omgeving, kunnen materiaalsystemen zo klein of zo groot zijn als u wilt.

Bijvoorbeeld, deeltjesfysici bestuderen materie op schalen die nog lager zijn dan de grootte van een atoom. In deze gevallen kan het systeem worden gevormd door het gebied waar twee protonen met hoge snelheid botsen om te fragmenteren in kleine deeltjes die Quarks worden genoemd.

Illustratie van de botsing tussen twee deeltjes in de Hadron Collider. In een voorbeeld van een materiaalsysteem gevormd door kleine deeltjes

Aan de andere kant bestuderen kosmologen die verre sterrenstelsels, zwarte gaten en allerlei exotische celestiale objecten bestuderen, ook materiaalsystemen in onvoorstelbaar enorme schalen.

Het heeft goed gedefinieerde randen

Een van de belangrijkste kenmerken om een ​​systeem te definiëren is dat het duidelijk kan worden onderscheiden waar het systeem eindigt en waar de omgeving begint. Dit betekent dat een materiaalsysteem goed gedefinieerde randen moet hebben.

Het is ook belangrijk om de kenmerken van deze grenzen te kunnen definiëren of kennen, omdat dit zijn onderzoek vergemakkelijkt.

Kan u serveren: koffiezuur: structuur, eigenschappen, biosynthese, gebruik

Een systeem kan bijvoorbeeld een gas in een cilinder zijn met een mobiele zuiger waarmee het volume kan worden gecomprimeerd of uitbreid.

Aan de andere kant kan een ander systeem een ​​kopje koffie zijn opgesloten in een thermoskan waarvan de wanden adiabatisch zijn (die geen warmteoverdracht van of naar het systeem toestaan).

Specifieke eigenschappen

Materiaalsystemen hebben ook een reeks eigenschappen die niet afhankelijk zijn van hun grootte of de hoeveelheid materie, maar eerder van het soort onderwerp waarvan ze worden gevormd.

Enkele voorbeelden van eigenschappen die een materiaalsysteem karakteriseren, zijn kleur, helderheid, thermische en elektrische geleidbaarheid, dichtheid, enz.

Classificatie van materiaalsystemen

Materiaalsystemen kunnen zeer gevarieerd zijn, afhankelijk van de kenmerken van het onderwerp dat ze samenstelt. Ten eerste kunt u twee soorten materiaalsystemen onderscheiden volgens het aantal verschillende fasen dat we kunnen onderscheiden met het blote oog. Dit zijn de Homogene systemen, heterogene en inhomogene systemen.

Deze systemen kunnen worden onderverdeeld in andere klassen materiaalsystemen volgens hun samenstelling.

1. Classificatie van materiaalsystemen volgens het aantal fasen

Wanneer we een materiaalsysteem met het blote oog of zelfs met behulp van microscoop waarnemen, kunnen we delen van het systeem al dan niet onderscheiden. Dit resulteert in verschillende soorten systemen:

Homogene materiaalsystemen

Het zijn die waarin slechts één soort materie wordt onderscheiden, zelfs als u zeer nauw naar het systeem kijkt met het gebruik van een microscoop. Homogene systemen worden gekenmerkt omdat hun eigenschappen exact hetzelfde zijn overal in het systeem dat wordt waargenomen.

Alle regio's van een homogeen systeem hebben exact dezelfde samenstelling en daarom dezelfde intensieve eigenschappen zoals kleur, dichtheid, enz. Er wordt gezegd dat homogene systemen worden gevormd door een enkele fase van materie.

• Voorbeelden

Puur water is een voorbeeld van een homogeen systeem, omdat het onmogelijk is om een ​​druppel water van een andere te onderscheiden in een glas vol water. Bovendien zal elke druppel water die we van één kant van het systeem nemen dezelfde kenmerken en eigenschappen hebben als elke andere druppel uit een ander deel van het systeem.

Kan u van dienst zijn: Metallic Link

Een bronzen blok of een andere legering is ook een voorbeeld van een homogeen materiaalsysteem, omdat het een uniforme samenstelling in zijn geheel heeft.

Heterogene materiaalsystemen

Heterogene systemen zijn die op het eerste gezicht of met het gebruik van een microscoop kunnen worden opgemerkt dat deze door meer dan één fase wordt gevormd. Dit betekent dat systeemgebieden met verschillende kenmerken kunnen worden gezien en dat ze fysiek gescheiden zijn van anderen via gedefinieerde randen.

Een heterogeen systeem wordt gevormd door verschillende niet -gemengde fasen van homogene systemen.

• Voorbeelden

Het zand en de graniet zijn klassieke voorbeelden van heterogene systemen, omdat je, wanneer je goed kijkt duidelijk kunt zien dat ze worden gevormd door deeltjes met verschillende grootte, vormen en kleuren.

Zoals te zien is in het beeld, wordt het graniet gevormd door veel verschillende fasen van kleuren, daarom is het een heterogeen materiaalsysteem

Een vleessteak is ook een heterogeen systeem, omdat het duidelijk onderscheid maakt.

Inhomogene materiaalsystemen

Dit zijn systemen die op het eerste gezicht homogeen lijken, omdat verschillende fasen niet duidelijk onderscheiden zijn, maar die verschillende samenstellingen en eigenschappen in verschillende delen hebben. Ze worden gekenmerkt door een geleidelijke en continue verandering van compositie en eigenschappen te presenteren van het ene gebied van het systeem naar het andere.

• Voorbeeld

Een voorbeeld is de atmosfeer, die wordt gevormd door lucht, een schijnbaar homogene gasvormige stof. Als de lucht van de bovenste atmosfeer echter wordt geanalyseerd en vergeleken met de zeespiegel, wordt waargenomen dat het minder dicht is, het bevat minder zuurstofconcentratie, het heeft een andere temperatuur, enz. Daarom is het een inhomogeen systeem.

Kan u van dienst zijn: ijzersulfaat: structuur, eigenschappen, risico's en gebruik

2. Classificatie van materiaalsystemen volgens Zijn compositie

Pure substanties

Pure stoffen zijn homogene systemen gevormd door een enkel soort substantie. Ze kunnen worden herkend omdat het niet mogelijk is om ze te scheiden in andere eenvoudigere stoffen op fysieke middelen zoals filtratie, destillatie, verdamping, enz.

Pure stoffen kunnen van twee soorten zijn:

• Elementaire elementen of stoffen: Deze kunnen niet worden gescheiden in andere eenvoudigere stoffen of door fysische of chemische middelen.
• Verbindingen: Die pure stoffen gevormd door meer dan één element zijn.

Voorbeelden

Gasvormige zuurstof, metalen ijzer en vloeibare broom zijn voorbeelden van zuivere elementaire stoffen.

Aan de andere kant zijn water, koolstofdioxide en zwavelzuur voorbeelden van verbindingen.

Mengsels

Mengsels zijn materiaalsystemen gevormd door meer dan één pure stof. Twee soorten mengsels kunnen worden onderscheiden:

• Homogene mengsels: Ook wel oplossingen genoemd, zijn die waarin alle stoffen in één fase zijn.
• Heterogene mengsels: Het zijn mengsels waarin stoffen verschillende te onderscheiden verschillende fasen van elkaar kunnen onderscheiden.

Voorbeelden

Zeewater is een voorbeeld van een homogeen mengsel tussen water en zout. Alcoholische dranken zijn ook, omdat ze bestaan ​​uit water, alcohol en andere stoffen, allemaal in dezelfde fase.

Een stuk hout is een materiaalsysteem gevormd door een groot aantal stoffen gemengd in verschillende fasen, dus het is een heterogeen mengsel.