homogenitet

fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Hopp til navigasjon Hopp til søk

Homogenitet (fra ὁμός homόs "like" og γένεσις genesis "skapelse, fødsel", dermed omtrent: samme kvalitet) betegner likheten til en fysisk eiendom over hele systemets omfang eller likheten til elementer i et system. Begrepet har et vidt omfang og kan inneholde forskjellige betydninger i detalj. Et tiltak eller en metode som et materiale eller system gjøres homogent eller homogeniteten øker kalles homogenisering.

Motsetninger til homogenitet

Homogen, heterogen, inhomogen

Det som ikke er homogent kalles inhomogent eller heterogent .

Det skilles vanligvis mellom disse to begrepene, bruken av ordet svinger noe.

  • Et legeme laget av ensartet materiale, men med en tetthet som for eksempel varierer fra sted til sted, blir referert til som inhomogent.
  • Heterogen (to eller flere faser), derimot, er en kropp som består av makroskopisk forskjellige komponenter, for eksempel en betongplate med stålarmering.

I figuren er forskjellene i homogenitet, heterogenitet og inhomogenitet vist grafisk fra venstre til høyre.

fysikk

I fysikk er materie , sett atomisk, i utgangspunktet ikke homogent, siden byggesteinene i materie ikke har en jevn romlig fylling . Selv i selve atomet er masse- og ladningsfordelingen ikke homogen, da den er ujevnt fordelt mellom atomkjernen og atomskallet . Hvis atomene eller molekylene fordeles omtrent jevnt (ikke nødvendigvis med regelmessigheten til et krystallgitter , men uten makroskopiske svingninger fra sted til sted), er saken homogen fra et praktisk synspunkt.

Begrepet brukes også på felt . Et felt, f.eks. B. et magnetfelt kalles homogent hvis feltstyrken er den samme på alle steder, ellers inhomogen. Homogene felt er preget av rette, parallelle og jevnt fordelte feltlinjer . Når det gjelder gradientfelt , er potensialflatene parallelle plan som penetreres i rette vinkler av feltlinjene. Mens dipoler er justert og tiltrukket av inhomogene felt, utøver homogene felt justeringsmomenter på dipoler, men ingen attraktive krefter. Eksempler på omtrent homogene felt er:

  • Det elektriske feltet i en platekondensator .
  • Magnetfeltet i en lang spole .
  • Gravitasjonsfeltet på jordoverflaten, forutsatt at dimensjonene til det eksperimentelle oppsettet er svært små sammenlignet med jorden.

Tross alt, i teoretisk fysikk snakker man om rommets homogenitet når man vil uttrykke at fysiske lover er uforanderlige for oversettelse . Fra dette følger det, ifølge Noeters teorem , at momentumet er en konservert mengde .

Avhengig av størrelsesskalaen

Et eksempel på materie som er heterogent på et mikroskopisk nivå, men som fremstår homogent på et makroskopisk nivå, er melk . Det kan skilles mikroskopisk mellom områder i melk som inneholder fett og de som inneholder vann . Og selv om de to ikke kan blande seg, er begge områdene så små at de sett makroskopisk fremstår homogent fordelt. Likevel kan det skje i slike blandinger at komponentene skiller seg over tid, og når det gjelder melk, virker det ikke lenger makroskopisk homogent, siden dets vannrike områder er klart forskjellige fra deres fettrike områder (krem). For å forhindre denne segregeringen eller separasjonen, kan du, for. B. ved hjelp av homogenisering for en jevn fordeling av fett og vann selv etter lang tid.

I kjemi er homogene stoffer enten rene stoffer eller homogene blandinger , som også inkluderer løsninger .

Betydning av homogene stoffer

Utvinning av tilstrekkelig homogene utgangsmaterialer eller mellomprodukter for industrien, for eksempel ved produksjon av ulike halvlederkomponenter i den moderne elektronikk- og dataindustrien, er et av nøkkelproblemene for vitenskapelig og teknisk utvikling . Det krever ofte mye innsats (spesielt når man trekker ut rene stoffer og / eller reduserer deres feiltoleranser).

Konsekvenser av kjemisk homogenitet

Homogen materie har samme tetthet og sammensetning overalt. Når den er i en stor beholder med et homogent stoff, f.eks. B. med en gass , regnes et delsett V 1 på et tidspunkt, det inneholder samme mengde stoff som et delsett med samme volum V 1 på et annet punkt. Hvis du deler den totale mengden stoff i to like volumer, inneholder de hver samme mengde stoff (i dette tilfellet halvparten av originalen). Det følger:

For homogene stoffer ved konstant trykk og konstant temperatur er mengden stoff proporsjonal med volumet, eller omvendt:

Volumet V av homogene stoffer er proporsjonalt med mengden stoff n ved konstant trykk p og konstant temperatur T.

For T = const og p = const gjelder følgende:

.

Disse lovene gjelder for alle homogene stoffer så lenge temperaturen og trykket forblir uendret, inkludert ideelle gasser som dentermiske ligningen for ideelle gasser gjelder. Kvoten kalles molart volum , kvoten er konsentrasjonen . De nevnte forholdene er også grunnlaget for volumetri .

Forholdet gjelder også for homogene stoffer

.

litteratur

  • Brockhaus leksikon. 19. utgave, Mannheim 1988.

weblenker

Wiktionary: homogen - forklaringer på betydninger, ordopprinnelse, synonymer, oversettelser