Osmose

Gast

Hallöchen!

Eigentlich ein biologisches Thema, aber vielleicht bin ich bei den Physikern doch besser aufgehoben... Es ist ja nicht so, als hätte ich die Osmose nicht verstanden. Was mir bisher aber niemand erklären konnte, ist, WAS genau nun die Wasserteilchen veranlasst rüberzuwandern.

Klar: Sie WOLLEN die Konzentration ausgleichen und DENKEN sich... Nun kann aber Wasser nicht denken...

Bei der Diffusion ist es einfacher. Da kann man sich vorstellen, dass sich die Teilchen irgendwie abstoßen, sich bewegen und irgendwann dadurch ein Konzentrationsusgleich geschaffen ist. Und sie sich noch immer bewegen, aber man es nicht mehr sieht. Aber was macht nun den osmotischen Druck? Da muss es doch eine physikalische Erklärung geben, fernab von denkenden und wollenden Teilchen! Was ist es, was so eine starke Kraft aufbringt, dass sogar der Schwerkraft getrotzt wird?

Danke schonmal,

Blaugnom

Gast

Die Erfindungskraft der Natur.

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

hmm vllt könnte man da über die Entropie gehen, also dass die Lösung sich nicht in einem thermischen Gleichgewicht befindet, solange es eine Konzentrationdifferenz gibt. Um dieses zu erreichen vermischen sich die Moleküle um eine niedrigere Gesamtenergie zu erreichen. grübelnd

Blaugnom · Gast

Was ist Energie? (Ist nicht die Wissenschaft auch hochphilosophisch? )

Thermisches Gleichgewicht... Thermik hat doch etwas mit Temperatur zu tun - was bedeutet das für unsere Lösungen?? Und woher "weiß" unser Wasser, dass da drüben eine andere Energie besteht? Nein halt - es schwimmt zufällig rüber und bleibt da, weils so schön ist, oder?

Die Erfindungskraft der Natur... irgendwie ist sie wirklich erstaunlich.

Gast

Vielleicht liegts am Partialdruck (Das hängt am Ende sicher auch wieder mit der Entropie zusammen...). Der Partialdruck wird soweit ist das weiß auch in Lambdasonden genutzt, dort baut sich je nach Partialdruckunterschied des Sauerstoffs auf beiden Seiten eine elektrische Potentialdifferenz auf.

Nun interessiert es dich aber, wieviel Arbeit das aufzuwenden vermag:
http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d22/22c.htm#turgor

Darin steht, dass sich über einer teildurchlässigen Membran ein osmotischer Druck aufbaut, der von der Konzentrationsdifferenz der gelösten Substanz abhängt. Wenn die Membran nicht durchlässig für die gelöste Substanz ist, so diffundiert das Lösungsmittel hindurch um einen Konzentraionsausgleich herzustellen. Dieser osmotische Druck ist makroskopisch messbar.

dachdecker2

edit geht ja nicht, wenn man nicht eingeloggt ist...

@Blaugnom:
natürlich diffundiert die Lösungskomponente, die die Membran passieren kann nicht nur auf der selben Seite der Membran durch das Fluid, sondern auch durch die Membran hindurch. In die eine Richtung werden bis zum Druckausgleich statistisch mehr Teilchen transportiert als in die andere. Dadurch verursacht steigt die Differenz des statischen Druckes, Aufgrund dessen der Rückstrom solange zunimmt, bis beide Teilchenströme (rein und raus) gleich groß sind.

Gast

Ja, nur die enormen "Kräfte" wurden damit aber immer noch nicht geklärt ... 100 Meter Urwaldriese hoch, ist schon ganz imposant.

Nun, die Erfindungskraft der Natur wird von vielen Unerfahrenen völlig unterschätzt, wissen doch die Erfahrenen, dass fast ALLES was was taugt von der Natur direkt oder indirekt erfunden wurde. Mal etwas genauer drüber nachsinnen, die Natur hat fast überall die perfekteren dauerhafteren Lösungen anzubieten. Nimm zwei gute Ingenieure Techniker oder was auch sonst, die was erfinden suchen in einem bestimmten Gebiet. Der eine versuchts über blanke Rechenpower und Formeln, der andere schaut das Prinzip an der Natur ab und versucht nur es möglicht schadarm rüberzutransportieren ... Sorgfältige Arbeit von beiden unterstellt, wird der mit dem Naturprinzip die Nase vorn haben. Die Natur lässt sich nun mal nicht toppen, sie trägt die Erfahrung von Jahrhundertausenden in sich. Das vermeintliche Toppen dessen von den Menschen, ist beim genaueren Hinschauen meist was ganz anderes als ein echtes Toppen. Vielfach werden Erfolge nur auf Kosten von enormer Energiezufuhr und ungeheuerer Resourcenverschwendung erreicht usw.

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

wir haben hier scheins einen kleinen öko^^
ne im Ernst, ich weiss auch, dass man eine ganze Menge von der Natur abgeschaut hat und es besser funktoniert als menschliche Erfindungen, nur denke ich hätte der Mensch gern eine Wissenschaftliche Erklärung dafür, denn eine "Erfindungskraft" ist kaum besser als "das Wasser denkt sich..."

dachdecker2

Dort wo "Erfindungskraft" steht, passt bestimmt Evolution besser hin. Die Natur kann sich (mal abgesehen vom "höchsten" Tier) nicht zum schlechteren hin entwickeln, da nur funktionierendes das Recht zum Überleben und zur Fortpflanzung hat. Was nicht funktioniert wird über kurz oder lang aussortiert.

Hat die katholische Kirche das eigentlich mitlerweile akzeptiert? (Das Wasser fällt ja jetzt auch nicht mehr am Erdrand runter Augenzwinkern

)

Mister S · Anmeldungsdatum: 06.01.2005 Beiträge: 426

Weiß ich nicht, ob die Darwin akzeptiert haben.

Soweit ich weiß haben die aber Galileis lehren erst ende des letzten Jahrhunderts offiziell anerkannt.

Blaugnom · Gast

Ein großes Forumlob - ist ja wahnsinnig frequentiert hier!
Ein bisschen näher kommen wir der Sache schon...

@dachdecker: "In die eine Richtung werden bis zum Druckausgleich statistisch mehr Teilchen transportiert als in die andere." Bis zum Druckausgleich... Und woher kommt die Druckdifferenz? Das Wasser "drüben" hat ja einfach nur mehr Teilchen. Was stellen diese Teilchen an, dass so wahnsinnige Kräfte erzeugt werden? Steckt man einen armen kleinen Erythrozyten in destilliertes Wasser, so ist seine Membran 5000 mm/Hg ausgesetzt und er platzt. 200 mm/Hg ist schon ein schwerer Bluthochdruck...

Irgendjemand hatte mal die Idee es könnte was mit Bindungen zu tun haben. Was meint Gast mit Partialdruck - meinst du, es könnte hier auch eine elektrische Potentialdifferenz eine Rolle spielen? Aber insgesamt sind ja beide Lösunge neutral.

Und um zur Erfindungskraft der Natur zurück zu kommen... Wiederspricht sich Wissenschaft und Glaube wirklich? Kann es nicht sein, dass die Evolution von einer Kraft oder Energie geleitet wird, die wir Gott nennen? Die Schöpfungsgeschichte als Bild - weil die Menschen versuchen etwas fassbar zu machen? Die Reihenfolge stimmt - Licht und Dunkel, Wasser und Land, Pflanzen, Tiere, Menschen... Und dem Zufall traue ich nicht so ganz, dass er es schaffen würde, etwas so komplexes wie Leben zu bauen... Und ich glaube der Großteil der katholischen Kirche kann mit einer solchen Vorstellung auh schon leben...

Lieben Gruß,

Blaugnom

dachdecker2

Partialdruck meint den Druck, der von jeder Gemischkomonente ausgeht. Wenn es sich nur um 2 getrennte Medien handelt, zum Beispiel Wasser und Luft, dann ist der Partialdruck gleich dem Statischen Mediumsdruck. Wenn man aber ein Gemisch oder eine Lösung hat, etwa Wasser und Ethanol, dann gibt es einen Partialdruck des Wassers und einen Partialdruck des Alkohols. Der Partialdruck ist dabei natürlich proportional der jeweiligen Konzentration.

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

Dass die Lösungen neutral sind muss ja nichts heissen, ein gelöstes Salz ist ja auch nach aussen hin neutral, obwohl es aus geladenen Ionen besteht.
Wäre vllt sogar ein Ansatz, denn unter "Konzentrationsdifferenz" meint man sehr oft gelöste Salze hinter der Membran...

Und ich glaube an Gott, bin gläubig und gehe so ziemlich jeden Sonntag in die Kirche, trotzdem glaube ich nicht alles so wie es uns erzählt wird. Ich habe da ein sehr schönes Zitat :

Enthalpus-Laplacus · Anmeldungsdatum: 02.12.2004 Beiträge: 271 Wohnort: Bavaria

ähm,
also das ist so:
die osmose ist ja sozusagen ein Sonderfall der Diffusion.
Denn die Osmose ist direkt gerichtet, also eine Diffusion mit nur einer richtung. der umgekehrte Weg ist nicht möglich: also das Teilchen vom Punkt in den die Osmose zeigt in den anderen bereich diffundieren.

Und hier kommt wieder mal ein Satz einer meiner Profs (vergessen welcher es war): "Wenn Sie die wirkliche Ursache der Diffusion rausbekommen, dann ist Ihnen der nächste Nobelpreis sicher".

Was schließen wir daraus: Die Diffusion ist ein Ausgleichs Vorgang in der Natur der nicht wirklich erklärt werden kann.

OK. Man kann Argumentieren dass durch die Difffusion die Entropie des betrachteten Systems steigt. Aber dass ist eher eine Thermodynam. Sicht.

das Argument mit dem Druckausgleich zieht nicht wirklich, denn dass würde eine Druckdifferenz voraussetzen die so nicht wirklich existiert. und auch einer hypotetischen Betrachtung nicht standhält.

Der einzige Weg ist die erklärung über die semipermeablen Membranen die eine richtungsabhängige Diffusion erlauben. Erklärt mit der Erhöhung der der Entropie des Systems.

Denn nach Clausius laufen nur solche Vorgänge in der natur freiwillig ab, bie denen die Entropie zunimmt.

Das ist nun mal ein fundamental Satz der TD. Und derjenige der ihn wiederlegt kriegt den Nobelpreis gleich dreimal.

dachdecker2

Es ist nicht so, das die Prozesse freiwilliger ablaufen, wenn die Entropie zunimmt. Es sind überhaupt (nicht nur in der Natur) ausschließlich nur Vorgänge möglich, bei denen die Entropie steigt.

Bist du sicher, dass der Vorgang Osmose nicht nur ein Druckausgleich ist, bei dem die Teilchen in beide Richtungen können? Warum sollte eine Richtung ausgeschlossen sein? Das ist nicht logisch. Wäre die Membrane dann nicht etwas wie ein Maxwell-Dämon? Also eine Art Entropie verringerndes PM?

Enthalpus-Laplacus · Anmeldungsdatum: 02.12.2004 Beiträge: 271 Wohnort: Bavaria