Hidrosztatikus nyomás vs ozmotikus nyomás
A nyomás a tárgyra merőleges irányban kifejtett, egységnyi területre eső erő. A hidrosztatikus nyomás az a nyomás, amelyet a folyadék belsejében egy pont ér. Az ozmotikus nyomás az a nyomás, amely egy félig áteresztő membrán folyadékátvitelének leállításához szükséges. Ezek a fogalmak létfontosságú szerepet játszanak olyan területeken, mint a hidrosztatika, a biológia, a növénytudomány és sok más terület. Létfontosságú, hogy világosan megértsük ezeket a fogalmakat annak érdekében, hogy ezeken a területeken kitűnjünk. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi az ozmotikus nyomás és a hidrosztatikus nyomás, e kettő definíciói, a hidrosztatikus nyomás és az ozmotikus nyomás közötti hasonlóságok, és végül az ozmotikus nyomás és a hidrosztatikus nyomás közötti különbség.
Mi az a hidrosztatikus nyomás?
A statikus folyadék nyomása megegyezik a nyomásmérési pont feletti folyadékoszlop tömegével. Ezért a statikus (nem áramló) folyadék nyomása csak a folyadék sűrűségétől, a gravitációs gyorsulástól, a légköri nyomástól és a folyadék nyomásmérési pont feletti magasságától függ. A nyomást úgy is meghatározhatjuk, mint a részecskék ütközésekor kifejtett erőt. Ebben az értelemben a nyomás kiszámítható a gázok molekuláris kinetikai elmélete és a gázegyenlet segítségével. A „hidro” kifejezés vizet, a „statikus” pedig nem változót jelent. Ez azt jelenti, hogy a hidrosztatikus nyomás a nem áramló víz nyomása. Ez azonban minden folyadékra, beleértve a gázokat is, vonatkozik. Mivel a hidrosztatikus nyomás a folyadékoszlop tömege a mérési pont felett, így P=hdg-vel formulázható, ahol P a hidrosztatikus nyomás, h a folyadék felületének magassága a mért ponttól, d a sűrűség és g a gravitációs gyorsulás. A mért pontra gyakorolt össznyomás a hidrosztatikus nyomás és a folyadék felületén uralkodó külső nyomás (azaz a légköri nyomás) összhangja.
Mi az ozmotikus nyomás?
Ha két különböző oldottanyag-koncentrációjú oldatot egy félig áteresztő membrán választ el, az alacsony koncentrációjú oldalon lévő oldószer hajlamos a magas koncentrációjú oldalra mozogni. Képzeljünk el egy nagy koncentrációjú oldattal töltött félig áteresztő membránból készült ballont, amely az alacsony koncentrációjú oldószerbe merül. Az oldószer a membrán belsejébe kerül. Ez a membrán belsejében lévő nyomás emelkedését okozza. Ezt a megnövekedett nyomást a rendszer ozmotikus nyomásának nevezik. Ez egy létfontosságú mechanizmus a víznek a sejtek belsejébe történő átvitelében. E mechanizmus nélkül még a fák sem élhetnek túl. Az ozmózisnyomás inverzét vízpotenciálnak nevezik, amely az oldószer azon tendenciája, hogy az oldatban maradjon. Minél magasabb az ozmotikus nyomás, annál kisebb lesz a vízpotenciál.
Mi a különbség a hidrosztatikus nyomás és az ozmotikus nyomás között?
• Hidrosztatikus nyomás figyelhető meg minden olyan folyadékban, amely nem mozog. Az ozmotikus nyomás csak meghatározott rendszerekben van jelen, ahol az oldatot és az oldószert félig áteresztő membrán választja el.
• Az ozmotikus nyomás nem csak tiszta folyadék esetén fordulhat elő. Az ozmotikus nyomáshoz két különböző koncentrált oldat szükséges. A hidrosztatikus nyomás csak egy folyadékkal léphet fel.
