Διαφορά μεταξύ υδροστατικής και ωσμωτικής πίεσης

Κύρια διαφορά – Υδροστατική έναντι ωσμωτικής πίεσης

Η πίεση ορίζεται ως η δύναμη που εφαρμόζεται σε μια μονάδα επιφάνειας κάθετα. Η υδροστατική πίεση και η οσμωτική πίεση είναι δύο ταξινομήσεις πίεσης που σχετίζονται με τα υγρά. Η κύρια διαφορά μεταξύ της υδροστατικής και της οσμωτικής πίεσης είναι ότι υδροστατική πίεση βρίσκεται σε οποιονδήποτε τύπο ομοιογενούς υγρού, ενώ η οσμωτική πίεση δεν βρίσκεται σε καθαρά διαλύματα.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Υδροστατική Πίεση
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Εξίσωση και Υπολογισμός
2. Τι είναι η ωσμωτική πίεση
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Εξίσωση και Υπολογισμός
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ υδροστατικής και ωσμωτικής πίεσης
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:ομογενής, υδροστατική πίεση, ωσμωτική πίεση, πίεση, εξίσωση Van’t Hoff

Τι είναι η υδροστατική πίεση

Η υδροστατική πίεση είναι η πίεση σε οποιοδήποτε σημείο ενός υγρού που δεν ρέει λόγω της δύναμης της βαρύτητας. Σκεφτείτε ένα βάζο με νερό. Η πίεση στην επιφάνεια του νερού είναι ατμοσφαιρική. Αυτή είναι η πίεση που ασκείται στο νερό από την ατμόσφαιρα. Αλλά αν λάβουμε υπόψη ένα σημείο στη μέση του νερού σε αυτό το βάζο, η πίεση σε αυτό το σημείο είναι διαφορετική από αυτή της επιφάνειας. Αυτό συμβαίνει επειδή το νερό πάνω από αυτό το σημείο ασκεί επίσης πίεση σε αυτό το σημείο λόγω της βαρύτητας.

Εικόνα 1:Ένα βάζο ή δοχείο που δείχνει την πυκνότητα (d) του νερού και το βάθος μέχρι το μεσαίο σημείο του βάζου

Η παραπάνω εικόνα δείχνει ένα βάζο με νερό. Υπάρχουν τρία σημεία σημειωμένα σε αυτό. Η πίεση στο σημείο της επιφάνειας του νερού είναι ατμοσφαιρική πίεση. Αυτή η ατμοσφαιρική πίεση μπορεί να δοθεί ως π. Το σημείο στη μέση βρίσκεται σε βάθος h από την επιφάνεια. Η πίεση που ασκείται από ένα υγρό δίνεται ως

P =hdg

Πού,        

  P είναι η πίεση που εφαρμόζεται

        h είναι το βάθος ή το ύψος του υγρού σώματος

        d είναι η πυκνότητα του υγρού

        g είναι η βαρύτητα

Επομένως, η πίεση στο μεσαίο σημείο στην παραπάνω εικόνα μπορεί να δοθεί ως,

Σ_σύνολο  = π + hdg

Η πίεση στο κάτω μέρος του βάζου είναι,

Σ_σύνολο  = π + 2 hdg

Επομένως, η υδροστατική πίεση σε διαφορετικά σημεία του ίδιου υγρού είναι διαφορετική. Αλλά η υδροστατική πίεση σε σημεία στο ίδιο επίπεδο του ίδιου υγρού είναι η ίδια.

Εικόνα 2:Ένα βάζο με νερό που δείχνει τρία σημεία που βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο.

Στην παραπάνω εικόνα, τα "a", "b" και "c" βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο. Επομένως, η πίεση σε κάθε σημείο θα είναι ίδια. Αυτή η υδροστατική πίεση προκαλεί διαφορετικές ταχύτητες στη ροή του νερού σε διαφορετικά σημεία του ίδιου υγρού. Αυτό το φαινόμενο φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα.

Εικόνα 3:Διαφορετικές ταχύτητες νερού σε διαφορετικά επίπεδα.

Στην παραπάνω εικόνα, τα Α, Β και Γ είναι τρύπες που βρίσκονται σε διαφορετικά επίπεδα στο ίδιο βάζο με νερό. Η υψηλότερη ταχύτητα παρατηρείται στο σημείο C. Αυτό συμβαίνει επειδή εφαρμόζεται υψηλότερη πίεση στο σημείο C. Η χαμηλότερη ταχύτητα παρατηρείται στο σημείο A, αφού μόνο η ατμοσφαιρική πίεση εφαρμόζεται σε αυτό το σημείο.

Τι είναι η ωσμωτική πίεση

Η οσμωτική πίεση είναι η πίεση που απαιτείται για να αποφευχθεί η όσμωση ενός διαλύματος. Η βασική προϋπόθεση για να εμφανιστεί αυτή η οσμωτική πίεση είναι η παρουσία τουλάχιστον δύο διαφορετικών διαλυμάτων που χωρίζονται μεταξύ τους από μια ημιπερατή μεμβράνη.

Μια ημιπερατή μεμβράνη είναι μια πολύ λεπτή μεμβράνη που επιτρέπει μόνο στα μόρια της διαλυμένης ουσίας να περάσουν. Ως εκ τούτου, τα μόρια της διαλυμένης ουσίας διέρχονται από αυτήν έως ότου η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας γίνει η ίδια και στα δύο διαλύματα. Ο διαλύτης μετακινείται πάντα από υψηλή συγκέντρωση σε χαμηλή συγκέντρωση. Η ωσμωτική πίεση είναι η δύναμη που απαιτείται για να σταματήσει αυτή η κίνηση.

Η ωσμωτική πίεση μπορεί επίσης να συντμηθεί μαθηματικά. Η εξίσωση που δίνει την οσμωτική πίεση ονομάζεται Εξίσωση Van’t Hoff .

Π     =     nRT / V

Πού

Π είναι η ωσμωτική πίεση

          n είναι ο αριθμός των mol της διαλυμένης ουσίας

          R είναι η καθολική σταθερά αερίου

          Το T είναι η απόλυτη θερμοκρασία

          V είναι ο όγκος της λύσης

Ωστόσο, το n/V είναι ίσο με τη μοριακότητα της λύσης. Για παράδειγμα, ένα διάλυμα που περιέχει KCl (1,00M) σε θερμοκρασία 298K μπορεί να έχει οσμωτική πίεση,

Π       =       nRT / V

=       MRT

=       1,00 mol/L  x   0,0821 L atm /(mol. K)  x   298 K

=       24.466 atm

Εικόνα 4:Η ωσμωτική πίεση προκαλεί ίσες τις τελικές συγκεντρώσεις των δύο διαλυμάτων.

Διαφορά μεταξύ υδροστατικής και ωσμωτικής πίεσης

Ορισμός

Υδροστατική πίεση: Η υδροστατική πίεση είναι η πίεση σε οποιοδήποτε σημείο ενός υγρού που δεν ρέει λόγω της βαρύτητας της δύναμης.

Οσμωτική πίεση: Η ωσμωτική πίεση είναι η πίεση που απαιτείται για να αποφευχθεί η όσμωση ενός διαλύματος.

Κίνηση της Λύσης

Υδροστατική πίεση: Σε μη ρέοντα διαλύματα παρατηρείται υδροστατική πίεση.

Οσμωτική πίεση: Οσμωτική πίεση παρατηρείται σε διαλύματα όπου παρατηρείται κίνηση διαλυμένων ουσιών.

Καθαρότητα της λύσης

Υδροστατική πίεση: Η υδροστατική πίεση εμφανίζεται τόσο σε καθαρά διαλύματα όσο και σε ομογενή διαλύματα.

Οσμωτική πίεση: Η ωσμωτική πίεση δεν μπορεί να βρεθεί σε καθαρά διαλύματα.

Ημιπερατή μεμβράνη

Υδροστατική πίεση: Στην υδροστατική πίεση, δεν εμπλέκεται ημιπερατή μεμβράνη.

Οσμωτική πίεση: Στην ωσμωτική πίεση εμπλέκεται μια ημιπερατή μεμβράνη.

Πίεση σε διαφορετικά επίπεδα

Υδροστατική πίεση: Η υδροστατική πίεση είναι διαφορετική σε διαφορετικά επίπεδα του ίδιου υγρού.

Οσμωτική πίεση: Η ωσμωτική πίεση είναι ίδια σε όλα τα σημεία του υγρού. Έτσι, υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη ολόκληρο το σύστημα.

Συμπέρασμα

Η υδροστατική πίεση και η οσμωτική πίεση είναι δύο τύποι πίεσης που αναφέρονται στην πίεση στα υγρά. Η κύρια διαφορά μεταξύ της υδροστατικής πίεσης και της οσμωτικής πίεσης είναι ότι η υδροστατική πίεση βρίσκεται σε οποιονδήποτε τύπο ομοιογενούς υγρού, ενώ η οσμωτική πίεση δεν βρίσκεται σε καθαρά διαλύματα.