Ini tidak akan berlebihan untuk mengatakan bahwa cairan yang secara jelas bertanggung jawab atas asal usul dan kelangsungan kehidupan di bumi. Mereka membentuk semua lingkungan kita dan unsur-unsur di dalamnya. Dan seperti semua materi, cairan memiliki komposisi tertentu dan sifat fisik. Sifat ini membuat mereka berfungsi dengan cara tertentu dalam situasi tertentu.
Tekanan hidrostatik dan osmotik adalah fenomena yang bertanggung jawab atas interaksi dan tindakan cairan yang kita gunakan untuk mendapatkan banyak pekerjaan yang dilakukan oleh kita.
Mereka menonjol di daerah seperti biologi, kimia, ilmu tanaman, hidrostatik, selain bidang lainnya. Kedua fenomena bekerja pada prinsip tekanan sederhana, tetapi dalam keadaan yang sangat berbeda, kondisi, dan cara kerja. Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang diberikan per satuan luas.
Definisi Tekanan Hidrostatik
Ini adalah tekanan yang diberikan oleh sejumlah cairan dalam kondisi statis. Hal ini diterapkan karena berat fluida. Kita juga dapat mengatakan bahwa itu adalah tekanan yang dialami oleh titik tertentu dalam cairan. Tekanan pada suatu posisi tertentu meningkat dengan peningkatan ketinggian kolom cairan. Hal sebaliknya juga benar, yaitu, untuk cairan dengan tinggi kolom tertentu, tekanan meningkat dengan meningkatnya kedalaman.
Definisi Tekanan Osmotik
Ini adalah tekanan minimum yang diperlukan untuk mencegah aliran cairan melalui membran semipermeabel. Setiap kali larutan (zat terlarut + pelarut) yang dipisahkan oleh sebuah membran semipermeabel (yang memungkinkan bagian dari pelarut saja) dengan proporsi yang berbeda dari zat terlarut baik didalam sel, larutannya adalah dalam keadaan tidak stabil. Pelarut cenderung untuk mencapai keseimbangan dengan bergerak di sisi kepadatan lebih tinggi, sehingga memperoleh larutan dengan kepadatan yang sama di seluruh bagian. Proses mencapai kesetimbangan disebut osmosis.
Memahami Tekanan hidrostatik
Sebuah cara sederhana untuk memahami tekanan hidrostatik diilustrasikan dalam gambar berikut. Sebuah drum ditusuk dengan 3 lubang dengan ukuran yang sama pada ketinggian yang berbeda. Air drum diisi sampai ke tingkat di atas semua 3 lubang. Seperti yang Anda lihat, jangkauan air yang keluar dari masing-masing lubang ini berbeda. Hal ini terjadi karena tekanan yang berbeda pada setiap posisi. Lubang yang mencapai paling tinggi memiliki setidaknya, tekanan pada titik ini adalah yang paling kecil. Padahal, lubang dengan sedikit tinggi memiliki jangkauan tertinggi. Jadi, tekanan pada titik ini adalah yang tertinggi. Hal ini disebabkan kekuatan berat air yang bekerja pada tingkat itu. Jumlah air pada drum di atas titik tertinggi adalah yang paling sedikit. Dan ternyata, gaya karena beratnya juga kurang, dibandingkan dengan dua tingkat lubang lainnya.
Memahami Tekanan Osmotik
Seperti yang terlihat pada gambar, dua keadaan dari larutan yang akan ditampilkan. A menunjukkan kondisi awal, di mana larutannya adalah dalam keadaan tidak stabil. B menunjukkan keadaan setimbang.
Pipa U berisi larutan di kedua wadah dipisahkan oleh sebuah membran semi-permeabel di pusat. Bola hijau menunjukkan molekul zat terlarut, sedangkan, yang merah mengindikasikan pelarut mereka. Pertimbangkan A, di mana jumlah zat terlarut di kedua sisi berbeda, sedangkan, jumlah pelarut adalah sama. Kebutuhan Osmosis memaksa untuk bekerja. Dalam hal ini, gaya disuplai oleh interaksi antara zat terlarut dan membran. Partikel zat terlarut bergerak secara random dalam larutan. Ketika mereka mendekati membran, mereka ditolak. Tolakan ini memberi mereka momentum yang diarahkan jauh dari membran. Momentum ditransfer ke molekul pelarut lain, sehingga mereka bergerak menjauh dari membran juga. Gaya tolak lebih besar dalam wadah dengan jumlah yang lebih besar dari molekul zat terlarut, karena jumlah molekul secara acak mendekati membran lebih besar. Jadi, pelarut dari wadah kiri (kerapatan rendah) efektif bergerak ke wadah kanan (kerapatan tinggi), menciptakan larutan konsentrasi yang sama di seluruh bagian. Secara meyakinkan, keadaan ekuilibrium akhir adalah B, seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Perhitungan Tekanan hidrostatis
Rumus berikut dapat digunakan untuk perhitungan tekanan hidrostatik kolom cairan (dalam satuan SI):
Tekanan hidrostatik (N / m2) = Tinggi (m) x massa jenis (kg / m3) × gravitasi (m / s2)
yaitu
Pa = h × ρ × g
Karena massa jenis berubah seiring dengan perubahan suhu. Jadi lebih disukai untuk menyebutkan suhu saat tekanan sedang diukur.
Perhitungan Tekanan Osmotik
Tekanan osmotik dapat dianggap bertindak untuk gas. Jadi, hukum gas ideal dapat diterapkan pada cairan. Persamaan tekanan osmotik, oleh karena itu, dapat diberikan sebagai
P = nRT / V
di mana,
P adalah tekanan osmotik
V adalah volume larutan
n adalah jumlah zat terlarut atau jumlah mol molekul yang hadir dalam volume
T adalah suhu rata-rata dari larutan
R adalah nilai konstan gas yang 8,314 joule per derajat Kelvin.
Contoh Tekanan hidrostatis
Prinsip tekanan hidrostatik digunakan untuk menghadapi berbagai masalah kehidupan nyata.
Misalnya, pendingin air dengan wadah air terbalik bekerja pada prinsip ini. Tekanan pada keran karena tekanan hidrostatik yang diciptakan oleh cairan.
Contoh klasik lain adalah pembangkit listrik tenaga air. Air dikumpulkan dalam sebuah bendungan, dan setelah mencapai jumlah yang cukup, air dilepaskan pada turbin menyebabkan mereka berputar pada kecepatan tinggi. Turbin berputar yang digabungkan dengan generator yang menghasilkan output listrik.
Pada kehidupan rumah tangga, tangki penyimpanan air disimpan pada posisi lebih tinggi, sehingga air dipasok ke semua pipa karena tekanan hidrostatik yang dibuat.
Contoh Tekanan Osmotik
Osmosis dan penggunaan tekanan osmotik dapat diamati untuk berbagai aplikasi dalam kehidupan sehari-hari. Banyak proses biologi yang signifikan terjadi karena itu.
Hal ini bertanggung jawab untuk transportasi air pada tanaman. Air memasuki akar melalui osmosis, dan dipasok ke semua bagian karena perbedaan tekanan ini.
Teknik pengawetan makanan seperti menggunakan gula untuk menyimpan selai dan jeli, dan menggunakan garam untuk mengawetkan daging, menggunakan osmosis untuk mengusir organisme yang merusak makanan. Ketika organisme bersentuhan dengan makanan ini, air ditarik oleh osmosis, dan mereka mati karena dehidrasi.
Alat ukur untuk Mengukur Tekanan Hidrostatis
manometer
Piston-jenis alat ukur
Bourdon pengukur tekanan
McLeod gauge
aneroid
Alat ukur untuk Mengukur Tekanan Osmotik
Sebuah osmometer merupakan instrumen yang digunakan untuk mengukur kekuatan osmosis larutan, yang tidak lain adalah konsentrasi larutan ini.
Ini adalah gambaran singkat dan beberapa perbedaan halus antara tekanan osmotik dan tekanan hidrostatik. Kedua konsep ini memiliki peran penting dalam fungsi berbagai proses kehidupan sehari-hari. Jangan ragu untuk berbagi kasus lain / contoh, di bagian komentar di bawah ini!
