בתשובה לכימאי מטבח, 28/04/05 10:45
 |
|
 |
||
|
||||
 |
או, יופי. עם כל האי-רצון שלי לפתוח אוף-אוף-...-אוף-טופיק חדש, הרבה זמן חיכיתי להזדמנות לשאול איך לעזאזל עובד לחץ אוסמוטי. בשיעורי הפיזיקה-כימיה של כיתה ח' (עד כדי קבוע) הסבירו לנו על דיפוזיה ואוסמוזה לפי מודל נחמד של כדורים בתנועה אקראית. הכל היה ברור ויפה. ואז, החל מכיתה י', המורה לביולוגיה התחילה לדבר מדי פעם על *לחץ* אוסמוטי, וזה כבר נראה לי חשוד, אבל משום מה לא שאלתי אף פעם. במודל הנחמד עם כדורים בתנועה אקראית, ברור איך ממצב שבו בפינה של קערת המים המזוקקים יש גוש של כדורים ירוקים, לאורך זמן תהיה להם נטייה להתפזר במים באופן אחיד - זה פשוט עניין הסתברותי. ברור גם איך, אם שמים קרום שכדורים ירוקים לפעמים מצליחים לעבור אותו, במסגרת תנועתם האקראית, תוך זמן תהיה נטיה להשוואת ריכוז הירוקים משני עברי הקרום. מה שלא ברור לי הוא, מאיפה פתאום ה*נטייה* מייצרת *כוח* (כלומר, לחץ). הכדורים הרי לא יודעים שמהצד השני של הקרום יש פחות כדורים והם צריכים לשאוף להגיע לשם - הרי אין באמת שאיפה, רק תוצאה מתמטית של תנועה אקראית. הכדורים בתנועתם דופקים על הקרום - אבל לא דובר בשום שלב על כך שהדפיקה שלהם חזקה יותר משל כדורי המים, שנמצאים באותה מידה בצד השני. האם העניין הוא שלא מדובר סתם בכדורים ירוקים, אלא ביונים עם כוחות משיכה ודחייה אלקטרוסטטיים (או במולקולות אורגניות עם נטיות דומות)? |
 |
 |
 |
|
|
|
||
|
||||
|
אני לא מבין בזה כלום, אבל נראה לי ש"לחץ אוסמוטי" הוא מעין כח וירטואלי: אם אתה רוצה להפסיק זרימה אוסמוטית של מים אל הצד המרוכז יותר, אתה יכול להגדיל את הלחץ בצד זה. (אם תתאמץ מספיק תוכל אפילו להפוך את כיוון התנועה ולייצר "אוסמוזה הפוכה"). הגדלת הלחץ גורמת ליותר מולקולות מים בצד הלחוץ להתנגש בממברנה ולפעמים לעבור אותה. כמה לחץ צריך להפעיל כדי לאזן את התהליך? זה הלחץ האוסמוטי. עוד נסיון: בשולחן עם כדורי ביליארד הנעים בלי חיכוך ומתנגשים אלסטית, יש כמובן נטייה סטטיסטית לפיזור אחיד. אם רוב הכדורים נמצאים בהתחלה במחצית מסויימת של השולחן, כעבור זמן קצר הם יתפזרו על כולו. לא פועל פה שום כח, אבל *אתה* יכול להפעיל מידה מסויימת של כח (נניח, להרים קצת קצה אחד של השולחן) ולשמור על מצב שיווי משקל שבו הכדורים ממשיכים להיות מרוכזים בצד אחד. הכח הזה (ליחידת שטח החתך או משהו) הוא ה"לחץ הבראוני" של הכדורים. על מה הוא פועל? על כלום; אין פה אפילו ממברנה. אבל נוח לחשוב עליו ככח כי אפשר לאזן "אותו" - כלומר את הדינמיקה של התפלגות הכדורים - ע"י כח נגדי. ככה אני רואה את זה, ייתכן מאד שאני מקשקש. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
וירטואלי? למה להעליב? זה לחץ אמיתי מאוד שמפוצץ לחתיכות תאי דם שהוכנסו למים מזוקקים. מערכות נוטות לעבור למצב המסתבר ביותר המתאים להגבלות המקרוסקופיות - שימור חומר, אנרגיה וכו'. (זה ניסוח אחר לחוק השני של התרמודינמיקה - האנטרופיה של מערכת תמיד נוטה לגדול.) אם נסתכל על המצב המיקרוסקפי המלא של תמיסת מלח, נראה שיש *הרבה* יותר מצבים בהם ריכוז המלח פחות-או-יותר אחיד, לעומת מצבים בהם המלח מתרכז בצד אחד ומים מזוקקים בצד שני. במקרה המצער של תא דם במים מזוקקים, מולקולות המים מסוגלות לחדור לתוכו, אבל המומסים שבתא אינם יכולים לצאת. גם כאן, המצב המקרוסקופי המסתבר ביותר הוא של שיווי ריכוזים. כלומר מצב בו מולקולות מים חודרות לתא. ואכן כך קורה. הלחץ הפנימי (האמיתי! לא להעליב!) בתא עולה וכעבור זמן לא רב - התא מתפוצץ. זה היה הסבר ברמה המקרוסקופית. יש אנשים שלא אוהבים הסברים כאלה. אבל אני כן. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מה? למה בכלל נוצר לחץ אם המים יכולים להיכנס ולצאת באופן חופשי? שיצאו... | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
שווה בנפשך שיש גם כדורים אדומים וגם כדורים ירוקים, והאדומים קצת קטנים יותר כך שהם מצליחים לעבור דרך חורים בקרום בעוד הירוקים לא. אתה מניח בצד אחד של המחיצה ירוקים ובשני אדומים, ומעניק להם קצת אנרגיה קינטית ואת ברכת הדרך. אחרי זמן מה ריכוז האדומים משני עברי המחיצה משתווה, כך ש*הלחץ החלקי שלהם* באמת מתאפס, אבל הירוקים מוסיפים את חלקם רק מהצד בו הם כלואים. כדורים אדומים מזכירים לי משהו. ביי. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אוף, כל כך פשוט. תודה! | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
עדיין לא הבנתי, למה הכדורים האדומים לא מושפעים מהלחץ שיוצרים הכדורים הירוקים? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
(למיטב הבנתי הלא-מומחית) הם אולי מושפעים, אבל כשמדובר על לחץ אוסמוטי הכוונה רק להשפעה על הקרום. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
תגידו נשמע לי שאתם מבינים בזה.. אם יש לי 2 ארלנמיירים עם צינורית מחברת (מערכת סגורה) ובארלנמייר אחד יש מים נקיים ובשני תמיסה מרוכזת, למה המים יעברו לתמיסה ואיך בדיוק?? | |
|
|
| חזרה לעמוד הראשי | המאמר המלא |
| מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים | |
 RSS מאמרים |
כתבו למערכת |
אודות האתר |
טרם התעדכנת |
ארכיון |
חיפוש |
עזרה |
תנאי שימוש
|
© כל הזכויות שמורות |