Różnica między ciśnieniem hydrostatycznym a ciśnieniem osmotycznym

Ciśnienie hydrostatyczne a ciśnienie osmotyczne
 

Ciśnienie definiuje się jako siłę na jednostkę powierzchni przyłożoną w kierunku prostopadłym do obiektu. Ciśnienie hydrostatyczne to ciśnienie występujące w punkcie wewnątrz płynu. Ciśnienie osmotyczne to ciśnienie potrzebne do zatrzymania przepływu płynu przez półprzepuszczalną membranę. Koncepcje te odgrywają istotną rolę w takich dziedzinach, jak hydrostatyka, biologia, nauki roślin i wiele innych dziedzin. Niezbędne jest jasne zrozumienie tych pojęć, aby osiągnąć sukces w takich dziedzinach. W tym artykule omówimy, jakie jest ciśnienie osmotyczne i ciśnienie hydrostatyczne, definicje tych dwóch, podobieństwa między ciśnieniem hydrostatycznym i ciśnieniem osmotycznym i wreszcie różnicę między ciśnieniem osmotycznym a ciśnieniem hydrostatycznym.

Co to jest ciśnienie hydrostatyczne?

Ciśnienie płynu statycznego jest równe masie kolumny płynu powyżej punktu pomiaru ciśnienia. Dlatego ciśnienie statycznego (niepłynącej) płynu zależy tylko od gęstości płynu, przyspieszenia grawitacyjnego, ciśnienia atmosferycznego i wysokości cieczy powyżej punktu, w którym mierzone jest ciśnienie. Ciśnienie można również zdefiniować jako siłę wywieraną przez zderzenia cząstek. W tym sensie ciśnienie można obliczyć za pomocą molekularnej teorii kinetycznej gazów i równania gazu. Termin „hydro” oznacza wodę, a termin „statyczny” oznacza niezmienny. Oznacza to, że ciśnienie hydrostatyczne to ciśnienie niepłynącej wody. Dotyczy to jednak również wszelkich płynów, w tym gazów. Ponieważ ciśnienie hydrostatyczne jest ciężarem kolumny płynu powyżej zmierzonego punktu, można go sformułować przy użyciu P = hdg, gdzie P jest ciśnieniem hydrostatycznym, h jest wysokością powierzchni płynu od mierzonego punktu, d jest gęstością płynu, zaś g jest przyspieszeniem grawitacyjnym. Całkowite ciśnienie w mierzonym punkcie jest równe ciśnieniu hydrostatycznemu i ciśnieniu zewnętrznemu (tj. Ciśnieniu atmosferycznemu) na powierzchni płynu.

Co to jest ciśnienie osmotyczne?

Gdy dwa roztwory o różnych stężeniach substancji rozpuszczonych są podzielone przez półprzepuszczalną membranę, rozpuszczalnik po stronie o niskim stężeniu ma tendencję do przechodzenia na stronę o wysokim stężeniu. Wyobraź sobie balon wykonany z półprzepuszczalnej membrany wypełnionej roztworem o wysokim stężeniu zanurzonym w słabo stężonym rozpuszczalniku. Rozpuszczalnik przeniesie się do wnętrza membrany. Spowoduje to wzrost ciśnienia wewnątrz membrany. To podwyższone ciśnienie jest znane jako ciśnienie osmotyczne układu. Jest to istotny mechanizm przenoszenia wody do wnętrza komórek. Bez tego mechanizmu nawet drzewa nie mogą przetrwać. Odwrotność ciśnienia osmotycznego nazywana jest potencjałem wody, czyli tendencją rozpuszczalnika do pozostawania w roztworze. Im wyższe ciśnienie osmotyczne, tym niższy będzie potencjał wody.