1.4 skysčiai. difuzija

Kas yra difuzija?

savaiminis vienos medžiagos molekulių įsiskverbimas į kitą medžiagą (maišymasis dėl šiluminio judėjimo) neveikiant išorinėms jėgoms.

Dažniausiai vyksta skysčiuose ir dujose, nes ten molekulės/atomai gali laivai judėti (šiluminis judėjimas).

Ką dar nusako difuzija?

Difuzija nusako ne tik skirtingų molekulių (atomų, jonų) maišymąsi dujose ar skysčiuose, bet ir vienos rūšies molekulių koncentracijų susilyginimą terpėje.

Kokią energiją turi kiekviena tirpalo ar dujų molekulė?

Kiekviena tirpalo ar dujų molekulė turi ir tam tikrą kinetinę energiją (vidinė šiluminė energija), kai terpės temperatūra yra T > 0 K (absoliutinė temp. matuojama kelvinais, K).

Apibūdink kas čia paviazduota

➢ Molekulė tirpale ar dujose juda iš taško A šiluminiu greičiu v ir nukeliauja kelią L kol susiduria su kita molekule.

➢ Po tam tikro skaičiaus susidūrimų N, molekulė atsiduria taške B nutolusiame nuo taško A atstumu S (molekulės poslinkis)

Difuzijos greitis priklauso nuo:

❑ Judančių dalelių dydžio;

❑ Dalelių temperatūros;

❑ Tirpiklio klampos, tankio, temperatūros...

➢Dujose difuzijos greitis yra didesnis nei skysčiuose!

Srauto tankis ?

Ką nusako difuzijos koeficientas? nuo ko jis priklauso?

Difuzijos koeficientas (D) nusako konkrečių dalelių difuziją tirpale ar dujose

Difuzijos koeficientas (D) priklauso nuo tirpiklio rūšies, temperatūros bei judančios dalelės skersmens ir formos.

Difuzija: pagrindinės savybės

➢Dujose molekulių laisvasis kelias (L) ilgesnis nei skysčiuose, todėl difuzija dujose vyksta trumpiau (t) – greičiau;

➢Difuzijos procesas yra negrįžtamas, jis vyksta, kol pasiekiama termodinaminė pusiausvyra;

➢Difuzija yra vienas pernašos būdų;

➢Difuzija spartėja didėjant temperatūrai, nes didėja molekulių vidutinis greitis.

Difuzija (realiomis sąlygomis):

▪ Molekulinė difuzija. veikia organizmų viduje ir ploname oro/vandens sluoksnyje aplink organizmą;

▪ Turbulentinė difuzija (difuzija + priverstinė konvekcija). vyrauja laisvojoje atmosferoje

Kas yra osmosas (bendrai)? koks tai procesas?

difuzijos tipas, tirpiklio difuzija per membraną mažesnės koncentracijos kryptimi;

tai dinaminis procesas

kas čia vyksta?

➢ Vykstant OSMOSUI, tirpalo aukštis indo B dalyje tampa didesnis nei A dalyje.

➢ Susidaro slėgių skirtumas.

➢ Hidrostatinis slėgis, kurį sukelia papildomas skysčio stulpelis, vadinamas OSMOSINIU SLĖGIU.

➢ Šis slėgis priešinasi naujų vandens molekulių judėjimui iš A į B dalį.

izoosmosiniai tirpalai

Tirpalai, kurie turi vienodą osmosinį slėgį vadinami izoosmosiniais tirpalais (druskų koncentracijos vienodos ląstelės išorėje ir viduje)

Hipertotninis tirpalas?

Tirpalas, kuriame druskų koncentracija yra didesnė nei ląstelės viduje, vadinamas hipertoniniu;

Hipotoninis tirpalas

Tirpalas, kuriame druskų koncentracija yra mažesnė nei ląstelės viduje, vadinamas hipotoniniu;

Ką užtikrina osmosas žmogaus organizme?

Osmosas užtikrina skysčių pusiausvyrą žmogaus organizme: vandens molekulės laisvai juda per ląstelių membranas audiniuose ir gali keisti vandens koncentraciją ląstelių viduje ir išorėje

Kodėl osmosas svarbus kraujotakos sistemai?

Osmosas svarbus gyvūnų kraujotakos sistemai, kurioje turi būti palaikomas pastovus kraujo tūris: netenkant skysčių kraujotakos sistemoje, didėja medžiagų koncentracija joje.

Dializė ?

• Dializė – procesas, kai tirpale esančios mažos molekulės dėl skirtingo difuzijos greičio per pusiau pralaidžia membraną atskiriamos nuo didelių molekulių.

• Dializė medicinoje taikoma sutrikusiai inkstų funkcijai pakeisti.

Dializės tipai:

❑ Peritoninė dializė (difuzija per pilvaplėvę, į pilvo sritį suleidžiamas specialus dializės tirpalas);

❑ Hemodializė (dirbtinis inkstas, kraujo valymas, kraujo elektrolitų ir pH pusiausvyros, skysčių balanso palaikymas);

➢Alveolėse O₂ difuzijos būdu patenka į kapiliarus, o CO₂ iš kapiliarų juda į plaučius. Kas yra šio proceso varomoji jėga?

Šio proceso varomoji jėga yra PARCIALINIŲ (dalinių) dujų SLĖGIŲ SKIRTUMAS (tų pačių dujų slėgių ore ir kraujyje).

Kas yra parcialinis slėgis?

Parcialinis slėgis – tai dujų mišinio vieno komponento (vienos rūšies dujų) slėgis.

Ką teigia daltono dėsnis?

Daltono dėsnis teigia, kad atskirų dujų slėgių suma dujų mišinyje yra lygi bendram dujų mišinio slėgiui.

Kodėl aukštai kalnuose sunku kvėpuoti?

Dideliame aukštyje jaučiamas dusulys dėl sumažėjusio deguonies kiekio kraujyje, nors ore vis dar yra apie 21% deguonies. Pagrindinė to priežastis yra mažas deguonies parcialinis slėgis ore, o ne pats deguonies trūkumas.

Difuzija: žmogaus plaučiai

➢ Įkvėpiant ir bandant ištempti plaučius (siekiant padidinti tūrį ir sumažinti slėgį) tam priešinasi plaučių tamprumo jėgos ir paviršiaus įtempimo jėgos.

➢ Suaugusio žmogaus plaučiuose alveolės iš vidaus yra padengtos plonu vandeningu sluoksniu, kuriame veikia paviršiaus įtempimo jėgos.

alveolės iškvėpimo ir įkvėpimo metu

Alveolės būna skirtingų spindulių

Kuo mažesnis alveolės spindulys, tuo didesnės paviršiaus įtempimo jėgos susidaro ir tuo didesnis slėgis reikalingas, kad alveolės išsiplėstų įkvėpimo metu.

Iškvėpimo metu jose esantis didesnis slėgis galėtų veržtis į didesnes alveoles ir mažosios alveolės subliukštu.

Jei paviršiaus įtempimas visuose alveolėse vienodas, tai mažesnio skersmens alveolėse ..

Jei paviršiaus įtempimas visuose alveolėse vienodas, tai mažesnio skersmens alveolėse slėgis yra didesnis.

Kas yra daroma tam. kad slėgiai visose alveolėse būtų vienodi?

Kad slėgiai visose alveolėse būtų vienodi alveolėse yra išskiriamos paviršiaus aktyviosios medžiagos - surfaktantai - (lipidų, baltymų ir angliavandenių mišinys).

Paviršiaus aktyviosios medžiagos mažose alveolėse SUMAŽINA jų vidinio sluoksnio paviršiaus įtempimą (iki 10 kartų) ir slėgis jose nedidėja.

Tai padidina plaučių tamprumą ir mažina kvėpavimo raumenų apkrovą.

Kokiem organizmam nereikia paviršiaus aktyviųjų medžiagų?

Paviršiaus aktyviųjų medžiagų nereikia varliagyvių ir roplių plaučiams (varlės, driežai, gyvatės...).

Tai šaltakraujai gyvūnai, kuriems nereikia palaikyti pastovios kūno temperatūros...mažiau naudojama energijos šilumai... sunaudojama apie 10 kartų mažiau deguonies (lyginant su šiltakraujais gyvūnais).

Šių gyvūnų bendras plaučių plotas mažesnis, alveolės didesnės (~10 kartų). Tai reikalauja mažesnio oro slėgio įveikiant alveolių paviršiau įtempimo jėgas.

kaip aprūpinama Žmogaus akies ragena deguonimi?

Žmogaus akies ragena deguonimi aprūpinama tiesioginės difuzijos per ragenos paviršių metu, nes ragenoje nėra kraujagyslių tinklo;