แรงดันไฮโดรสแตติกเทียบกับแรงดันออสโมติก
ความดันถูกกำหนดให้เป็นแรงต่อหน่วยพื้นที่ที่ใช้ในทิศทางตั้งฉากกับวัตถุ แรงดันอุทกสถิตคือแรงดันที่เกิดขึ้นจากจุดหนึ่งในของเหลว แรงดันออสโมติกคือแรงดันที่จำเป็นในการหยุดการถ่ายเทของเหลวของเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ แนวคิดเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในสาขาต่างๆ เช่น อุทกสถิต ชีววิทยา พืชศาสตร์ และสาขาอื่นๆ อีกมากมาย จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ชัดเจนในแนวคิดเหล่านี้เพื่อที่จะเป็นเลิศในสาขาดังกล่าว ในบทความนี้ เราจะพูดถึงว่าแรงดันออสโมติกและแรงดันอุทกสถิตคืออะไร คำจำกัดความของทั้งสองสิ่งนี้ ความคล้ายคลึงกันระหว่างแรงดันอุทกสถิตกับแรงดันออสโมติก และสุดท้ายคือความแตกต่างระหว่างแรงดันออสโมติกและแรงดันอุทกสถิต
ความดันอุทกสถิตคืออะไร
ความดันของของไหลคงที่เท่ากับน้ำหนักของคอลัมน์ของไหลเหนือจุดที่วัดความดัน ดังนั้นความดันของของไหลคงที่ (ไม่ไหล) จึงขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของไหล ความเร่งโน้มถ่วง ความดันบรรยากาศ และความสูงของของเหลวเหนือจุดที่วัดความดันเท่านั้น ความดันยังสามารถกำหนดเป็นแรงที่กระทำโดยการชนกันของอนุภาค ในแง่นี้ ความดันสามารถคำนวณได้โดยใช้ทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของโมเลกุลของสมการก๊าซและก๊าซ คำว่า “ไฮโดร” หมายถึงน้ำและคำว่า “สถิต” หมายถึงไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฮโดรสแตติกคือแรงดันของน้ำที่ไม่ไหล อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ใช้ได้กับของเหลวทุกชนิด รวมถึงก๊าซด้วย เนื่องจากความดันไฮโดรสแตติกคือน้ำหนักของคอลัมน์ของไหลที่อยู่เหนือจุดที่วัด จึงสามารถกำหนดสูตรโดยใช้ P=hdg โดยที่ P คือความดันไฮโดรสแตติก h คือความสูงของพื้นผิวของของเหลวในรูปแบบจุดที่วัดได้ d คือความหนาแน่น ของของไหล และ g คือความเร่งโน้มถ่วงความดันรวมบนจุดที่วัดได้คือความพร้อมกันของแรงดันอุทกสถิตและแรงดันภายนอก (เช่น ความดันบรรยากาศ) บนผิวของของไหล
แรงดันออสโมติกคืออะไร
เมื่อสารละลายสองชนิดที่มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายต่างกันถูกหารด้วยเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ ตัวทำละลายที่ด้านที่มีความเข้มข้นต่ำมักจะเคลื่อนไปยังด้านที่มีความเข้มข้นสูง ลองนึกภาพบอลลูนที่ทำจากเมมเบรนกึ่งซึมผ่านซึ่งเต็มไปด้วยสารละลายความเข้มข้นสูงที่จุ่มลงในตัวทำละลายที่มีความเข้มข้นต่ำ ตัวทำละลายจะถ่ายโอนไปยังด้านในของเมมเบรน ซึ่งจะทำให้แรงดันภายในของเมมเบรนสูงขึ้น แรงดันที่เพิ่มขึ้นนี้เรียกว่าแรงดันออสโมติกของระบบ ซึ่งเป็นกลไกสำคัญในการถ่ายเทน้ำไปยังภายในเซลล์ หากไม่มีกลไกนี้ แม้แต่ต้นไม้ก็ไม่สามารถอยู่รอดได้ ค่าผกผันของแรงดันออสโมติกเรียกว่าศักย์ของน้ำ ซึ่งเป็นแนวโน้มที่ตัวทำละลายจะคงอยู่ในสารละลาย ยิ่งแรงดันออสโมติกสูง ศักย์น้ำก็จะยิ่งต่ำลง
ความดันอุทกสถิตกับแรงดันออสโมติกต่างกันอย่างไร
• ความดันอุทกสถิตในของเหลวใดๆ ซึ่งไม่เคลื่อนที่ แรงดันออสโมติกมีเฉพาะในระบบเฉพาะที่สารละลายและตัวทำละลายถูกแยกด้วยเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้
• แรงดันออสโมติกไม่สามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะกับของเหลวบริสุทธิ์เท่านั้น ต้องใช้สารละลายเข้มข้นสองชนิดที่แตกต่างกันสำหรับแรงดันออสโมติก แรงดันไฮโดรสแตติกสามารถเกิดขึ้นได้กับของเหลวเพียงชนิดเดียวเท่านั้น