Hidrostatiskais spiediens pret osmotisko spiedienu
Spiedienu definē kā spēku uz laukuma vienību, kas iedarbojas perpendikulāri objektam. Hidrostatiskais spiediens ir spiediens, ko izjūt punkts šķidruma iekšpusē. Osmotiskais spiediens ir spiediens, kas nepieciešams, lai apturētu daļēji caurlaidīgas membrānas šķidruma pārnesi. Šiem jēdzieniem ir būtiska loma tādās jomās kā hidrostatika, bioloģija, augu zinātne un daudzās citās jomās. Lai gūtu panākumus šādās jomās, ir svarīgi skaidri saprast šos jēdzienus. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir osmotiskais spiediens un hidrostatiskais spiediens, šo divu definīcijas, līdzības starp hidrostatisko spiedienu un osmotisko spiedienu un visbeidzot atšķirību starp osmotisko spiedienu un hidrostatisko spiedienu.
Kas ir hidrostatiskais spiediens?
Statiskā šķidruma spiediens ir vienāds ar šķidruma kolonnas svaru virs punkta, kurā mēra spiedienu. Tāpēc statiskā (neplūstošā) šķidruma spiediens ir atkarīgs tikai no šķidruma blīvuma, gravitācijas paātrinājuma, atmosfēras spiediena un šķidruma augstuma virs spiediena mērīšanas punkta. Spiedienu var definēt arī kā spēku, ko rada daļiņu sadursmes. Šajā ziņā spiedienu var aprēķināt, izmantojot gāzu molekulārās kinētiskās teorijas un gāzes vienādojumu. Termins "hidro" nozīmē ūdeni un termins "statisks" nozīmē nemainīgu. Tas nozīmē, ka hidrostatiskais spiediens ir neplūstoša ūdens spiediens. Tomēr tas attiecas arī uz jebkuru šķidrumu, ieskaitot gāzes. Tā kā hidrostatiskais spiediens ir šķidruma kolonnas svars virs izmērītā punkta, to var formulēt, izmantojot P = hdg, kur P ir hidrostatiskais spiediens, h ir izmērītā punkta šķidruma virsmas augstums, d ir blīvums šķidruma, un g ir gravitācijas paātrinājums. Kopējais spiediens uz izmērīto punktu ir hidrostatiskā spiediena un ārējā spiediena (ti, atmosfēras spiediena) vienotība uz šķidruma virsmas.
Kas ir osmotiskais spiediens?
Kad divus šķīdumus ar atšķirīgu izšķīdušās vielas koncentrāciju sadala ar daļēji caurlaidīgu membrānu, šķīdinātājs zemas koncentrācijas pusē mēdz pārvietoties uz augstas koncentrācijas pusi. Iedomājieties balonu, kas izgatavots no daļēji caurlaidīgas membrānas, kas piepildīta ar augstas koncentrācijas šķīdumu, kas iegremdēts zemas koncentrācijas šķīdinātāja iekšpusē. Šķīdinātājs nokļūs membrānas iekšpusē. Tas izraisīs membrānas iekšpuses spiediena paaugstināšanos. Šis paaugstinātais spiediens ir pazīstams kā sistēmas osmotiskais spiediens. Tas ir būtisks mehānisms ūdens pārnešanai uz šūnu iekšpusi. Bez šī mehānisma pat koki nevar izdzīvot. Osmotiskā spiediena apgrieztā vērtība ir pazīstama kā ūdens potenciāls, kas ir šķīdinātāja tendence palikt šķīdumā. Augstāks osmotiskais spiediens, zemāks būs ūdens potenciāls.
Kāda ir atšķirība starp hidrostatisko spiedienu un osmotisko spiedienu?
• Jebkurā šķidrumā, kas nekustās, tiek novērots hidrostatiskais spiediens. Osmotiskais spiediens ir tikai īpašās sistēmās, kur šķīdumu un šķīdinātāju atdala daļēji caurlaidīga membrāna.
• Osmotiskais spiediens nevar notikt tikai ar tīru šķidrumu. Osmotiskajam spiedienam nepieciešami divi dažādi koncentrēti šķīdumi. Hidrostatiskais spiediens var notikt tikai ar vienu šķidrumu.
