Toolyard

محاكي الانتشار والتناضح

المعادلات في هذه المحاكاة

J = −D × Δc ÷ Δx
Jصافي تدفق الجسيمات عبر الغشاءقانون فيك: من الجهة المزدحمة إلى الفارغة، وأسرع كلما كبر الفرق
Dمعامل الانتشارمدى سرعة تجوال الجسيمات؛ تزداد هنا مع درجة الحرارة
Δcفرق التركيز c_L − c_Rعدد جسيمات المذاب على اليسار ناقص العدد على اليمين
Δxسمك الغشاءثابت

بالقيم الحالية:

Π = c R T
Πالضغط الأسموزيقانون فانت هوف: الضغط الذي يوقف تدفق الماء إلى الداخل
cتركيز المذابيحدده منزلقا التركيز؛ ومع غشاء شبه منفذ ينتقل الماء نحو c الأعلى
Tدرجة الحرارة T (نسبية؛ 1 = درجة حرارة الغرفة)الجسيمات الأدفأ تتحرك أسرع، فيحدث كل شيء أبكر

بالقيم الحالية:

Π_L − Π_R = ρ g Δh
Δhالفرق بين مستويي الماء (الأيسر ناقص الأيمن)يستمر الماء في العبور نحو الجهة الأكثر ملوحة حتى يدفع وزن الارتفاع الزائد إلى الخلف بقدر ما يسحب التناضح؛ عندها يتوقف المستويان عن الحركة
ρ gكثافة الماء مضروبة في الجاذبيةالضغط الذي يبذله عمود الماء لكل وحدة ارتفاع

بالقيم الحالية:

كيف تستخدم محاكي الانتشار والتناضح

  1. جسيمات مذاب حمراء وجسيمات ماء زرقاء صغيرة تتحرك عشوائيًا على جانبي غشاء. ضع مذابًا في جانب أكثر من الآخر؛ ويتلون السائل حسب كمية المذاب فيه.
  2. مع غشاء نفّاذ يعبر كل شيء وينتهي الجانبان باللون نفسه والمستوى نفسه: الانتشار. ومع غشاء شبه نفّاذ لا يمر عبر المسام إلا الماء، فيتجمع في الجانب الأكثر ملوحة حتى يرتفع مستواه بما يكفي ليدفع في الاتجاه المعاكس: التناضح.
  3. تبين الأسهم فوق الغشاء صافي تدفق الماء (أزرق) والمذاب (أحمر)، وتتبع الرسوم الأعداد والمستويات والتدفق، وتعطي المعادلات قانون فيك والضغط الأسموزي.

الأسئلة الشائعة

ما الانتشار؟

صافي حركة الجسيمات من حيث تتركز إلى حيث لا تتركز، بدافع الحركة العشوائية وحدها: مع جسيمات أكثر في جانب، يعبر منها أكثر بالصدفة في ذلك الاتجاه. ويتوقف حين تتساوى التراكيز، رغم أن الجسيمات تظل تتحرك.

ما التناضح؟

صافي حركة الماء عبر غشاء يسمح بمرور الماء دون المذاب، من الجانب الأقل مذابًا إلى الأكثر. يكسب الجانب الأكثر ملوحة ماءً، فيرتفع مستواه؛ والارتفاع الزائد يضغط إلى الأسفل ويتوقف التدفق حين يساوي ذلك الضغط الضغط الأسموزي، Π = cRT. وهذا ما تبينه مستويات الحوض.

لماذا يهم هذا للخلايا؟

أغشية الخلايا شبه نفّاذة. الخلية في ماء نقي تمتص الماء وقد تنفجر؛ والخلية في ملح مركّز تفقد الماء وتنكمش. ولهذا يُحضَّر المحلول الملحي للحقن بنسبة 0.9% من الملح تحديدًا، ليطابق داخل خلايانا فلا يحدث أي من الأمرين.

تقول إن WebGL معطّل.

يحتاج العرض ثلاثي الأبعاد إلى WebGL، وهو موجود في كل المتصفحات الحالية. قد يكون معطّلًا إن كان تسريع العتاد مطفأً في إعدادات المتصفح، أو بسبب برنامج تشغيل رسومي قديم جدًا. فعّل تسريع العتاد أو جرّب متصفحًا آخر.

هل يُرفع أي شيء؟

لا. يرسم متصفحك نفسه المحاكاة بـ WebGL؛ لا يُرسل شيء إلى أي مكان، وتستمر في العمل دون اتصال بعد تحميل الصفحة.

ضمّن هذه الأداة في موقعك

مزيد من محاكاة الأحياء

مزيد من المحاكاة العلمية

محاكي حركة المقذوفاتمحاكي البندولمحاكي تجربة الشق المزدوجمحاكي المجال الكهربائيمحاكي المداراتمحاكي الكتلة والنابضمحاكي تشتت رذرفوردعارض تصادمات الجسيماتمحاكي الاضمحلال الإشعاعيمحاكي ذرة بورعارض الجزيئات ثلاثي الأبعادمحاكي الغاز المثاليمحاكي العدسات والمرايامحاكي الموجات الموقوفةمحاكي تأثير دوبلرمحاكي التصادمات والزخم الخطيمحاكي دوائر RC وRLمحاكي الجسيمات المشحونة في مجال مغناطيسيمحاكي إشعاع الجسم الأسودمحاكي النسبية الخاصةمحاكي الانكسار والانعكاس الكلي الداخليمحاكي دوائر التوالي والتوازيمحاكي تدفق الموائع ومبدأ برنوليمحاكي الحث الكهرومغناطيسيمحاكي منحنيات المعايرةمحاكي سرعة التفاعل ونظرية التصادممحاكي الاتزان الكيميائي (لوشاتلييه)محاكي الخلايا الجلفانية والتحليل الكهربائيمحاكي منحنيات التسخين وتغيرات الطورالمدارات الذرية ثلاثية الأبعادمحاكي المحاليل المنظِّمةمحاكي الكروماتوغرافيامحاكي المطياف الضوئي وقانون بير-لامبرتالشبكات البلورية ثلاثية الأبعادمحاكي الفصول وطول النهارمحاكي الصفائح التكتونية والزلازلمحاكي أطوار القمر والمد والجزر والكسوفمحاكي الاحتباس الحراريمحاكي تطور النجوم ومخطط هرتزشبرونغ-راسلمحاكي لوح غالتونمحاكي متسلسلات فورييه

حاسبات وأدوات ذات صلة

الأدلة