Materialsysteme

Wir erklären, welche materiellen Systeme, ihre Eigenschaften, Klassifizierung und einige Beispiele geben

Was sind Materialsysteme?

A Materialsystem, In Chemie und anderen Wissenschaften entspricht es einem Teil des durch Materie gebildeten Universums und das trennt sich von der Umgebung, um es zu studieren.

Wenn ein Chemiker beispielsweise sagt, dass er die Eigenschaften einer Lösung untersuchen will.

Eigenschaften von Materialsystemen

Sie haben Messe und nehmen einen Platz im Weltraum ein

Diese Eigenschaft stammt aus der einfachen Tatsache, durch Materie gebildet zu werden. Dies ist definiert als alles, was Massen und Volumen hat. Wenn die Systeme nach Materie gebildet werden, haben sie auch Masse und Volumen.

Diese beiden Eigenschaften sind für jedes System unabhängig von ihrer Zusammensetzung allgemein und sind umfangreiche Eigenschaften, da sie von der Menge an Materie abhängen, die sie enthält.

Sie können jede Größe haben

Solange sie aus Materie bestehen und es einen gut definierten Rand zur Umgebung gibt, können Materialsysteme so klein oder so groß sein, wie Sie möchten.

Zum Beispiel studieren Partikelphysiker Materie auf Skalen, die noch niedriger als die Größe eines Atoms sind. In diesen Fällen kann das System von der Region gebildet werden, in der zwei Protonen mit hoher Geschwindigkeit in winzigen Partikeln, die als Quark bezeichnet werden.

Illustration der Kollision zwischen zwei Partikeln im Hadron -Kollider. In Beispiel eines Materialsystems, das von winzigen Partikeln gebildet wird

Andererseits untersuchen Kosmologen, die entfernte Galaxien, schwarze Löcher und alle Arten von exotischen himmlischen Objekten untersuchen.

Es hat gut definierte Grenzen

Eines der wichtigsten Eigenschaften, um ein System zu definieren. Dies bedeutet, dass ein Materialsystem gut definierte Grenzen haben muss.

Es ist auch wichtig, die Eigenschaften dieser Grenzen zu definieren oder zu kennen, da dies seine Studie erleichtert.

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Beispielsweise könnte ein System ein in einem Zylinder mit einem mobiler Kolben enthaltenes Gas sein, der das Komprimieren oder die Erweiterung seines Volumens ermöglicht oder in einem starren Metallreaktor eingesperrt werden kann, der keine Änderungen in Form und Volumen zulässt.

Andererseits könnte ein anderes System eine Tasse Kaffee sein, die in Thermosketten eingeschlossen sind, deren Wände adiabatisch sind (die keine Wärmeübertragung von oder auf das System zulassen).

Spezifische Eigenschaften

Materialsysteme haben auch eine Reihe von Eigenschaften, die nicht von ihrer Größe oder der Menge an Materie abhängen, sondern von der Art von Thema, die sie gebildet werden.

Einige Beispiele für Eigenschaften, die ein Materialsystem charakterisieren, sind Farbe, Helligkeit, thermische und elektrische Leitfähigkeit, Dichte usw.

Klassifizierung von Materialsystemen

Materialsysteme können je nach den Eigenschaften des Subjekts, das sie komponiert, sehr unterschiedlich sein. Zunächst können Sie zwei Arten von Materialsystemen gemäß der Anzahl der verschiedenen Phasen unterscheiden, die wir mit dem bloßen Auge unterscheiden können. Dies sind die Homogene Systeme, heterogene und inhomogene Systeme.

Diese Systeme können gemäß ihrer Zusammensetzung in andere Klassen von Materialsystemen unterteilt werden.

1. Klassifizierung von Materialsystemen gemäß der Anzahl der Phasen

Wenn wir ein Materialsystem mit bloßem Auge oder sogar mit Hilfe des Mikroskops beobachten, können wir Teile des Systems unterscheiden, die sich voneinander unterscheiden. Dies führt zu verschiedenen Arten von Systemen:

Homogene Materialsysteme

Sie sind diejenigen, in denen nur eine Art von Materie unterschieden wird, selbst wenn Sie das System sehr eng mit der Verwendung eines Mikroskops betrachten. Homogene Systeme sind charakterisiert, da ihre Eigenschaften überall im System, das beobachtet wird, genau gleich sind.

Alle Regionen eines homogenen Systems haben genau die gleiche Zusammensetzung und daher die gleichen intensiven Eigenschaften wie Farbe, Dichte usw. Es wird gesagt, dass homogene Systeme durch eine einzige Phase von Materie gebildet werden.

• Beispiele

Reines Wasser ist ein Beispiel für ein homogenes System, da es unmöglich ist, einen Wassertropfen von einem anderen in einem Glas voller Wasser zu unterscheiden. Darüber hinaus hat jeder Tropfen Wasser, den wir von einer Seite des Systems nehmen.

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Ein Bronzeblock oder eine andere Legierung ist auch ein Beispiel für ein homogenes Materialsystem, da es in seiner Gesamtheit eine einheitliche Zusammensetzung hat.

Heterogene Materialsysteme

Heterogene Systeme sind solche, die auf den ersten Blick oder unter Verwendung eines Mikroskops beachtet werden können, dass es durch mehr als eine Phase gebildet wird. Dies bedeutet, dass Systemregionen mit unterschiedlichen Eigenschaften gesehen werden können und dass sie durch definierte Grenzen physisch von anderen getrennt sind.

Ein heterogenes System wird durch mehrere nicht gemischte Phasen homogener Systeme gebildet.

• Beispiele

Sand und Granit sind klassische Beispiele für heterogene Systeme, da Sie bei genauem Blick deutlich sehen, dass sie durch Partikel unterschiedlicher Größen, Formen und Farben gebildet werden.

Wie im Bild zu sehen ist, wird der Granit durch viele verschiedene Farbphasen gebildet, daher ist es ein heterogenes Materialsystem

Ein Fleischsteak ist auch ein heterogenes System, da es deutlich Bereiche unterscheidet, in denen es rotes Gewebe gibt, und andere, in denen es weißes Fett gibt.

Inhomogene Materialsysteme

Dies sind Systeme, die auf den ersten Blick homogen erscheinen, da verschiedene Phasen nicht klar unterschieden werden, aber in verschiedenen Teilen unterschiedliche Zusammensetzungen und Eigenschaften aufweisen. Sie zeichnen sich durch eine allmähliche und kontinuierliche Veränderung der Zusammensetzung und Eigenschaften von einer Region des Systems zu einer anderen aus.

• Beispiel

Ein Beispiel ist die Atmosphäre, die durch Luft gebildet wird, eine scheinbar homogene gasförmige Substanz. Wenn die Luft der oberen Atmosphäre jedoch analysiert und mit dem Meeresspiegel verglichen wird, wird beobachtet, dass sie weniger dicht ist, sie enthält weniger Sauerstoffkonzentration, sie hat eine andere Temperatur usw. Daher ist es ein inhomogenes System.

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2. Klassifizierung von Materialsystemen nach Seine Komposition

Reine Substanzen

Reine Substanzen sind homogene Systeme, die durch eine einzelne Art von Substanz gebildet werden. Sie können erkannt werden, weil es nicht möglich ist, sie mit physikalischen Mitteln wie Filtration, Destillation, Verdunstung usw. in andere einfachere Substanzen zu unterteilen.

Reine Substanzen können von zwei Arten sein:

• Elementarelemente oder Substanzen: Diese können nicht in andere einfachere Substanzen oder durch physikalische oder chemische Mittel getrennt werden.
• Verbindungen: Diese reinen Substanzen, die von mehr als einem Element gebildet werden, sind.

Beispiele

Gaser Sauerstoff, metallisches Eisen und flüssiges Brom sind Beispiele für reine Elementarsubstanzen.

Andererseits sind Wasser, Kohlendioxid und Schwefelsäure Beispiele für Verbindungen.

Mischungen

Gemische sind Materialsysteme, die von mehr als einer reinen Substanz gebildet werden. Zwei Arten von Gemischen können unterschieden werden:

• Homogene Gemische: Auch als Lösungen bezeichnet, sind diejenigen, in denen sich alle Substanzen in einer Phase befinden.
• Heterogene Gemische: Es handelt sich.

Beispiele

Meerwasser ist ein Beispiel für eine homogene Mischung zwischen Wasser und Salz. Alkoholische Getränke sind auch, da sie aus Wasser, Alkohol und anderen Substanzen in derselben Phase bestehen.

Ein Stück Holz ist ein Materialsystem, das durch eine große Anzahl von Substanzen gebildet wird, die in verschiedenen Phasen gemischt werden, daher ist es eine heterogene Mischung.