关键要点

• 流体在接触表面的每单位面积上施加的垂直力称为静水压力。 

• 渗透压是施加在溶液上的压力，它阻止流体通过半透膜运动。

• 渗透压取决于沸点升高、凝固点降低、蒸气压降低等特性。

有没有想过静水压和渗透压之间的区别？

想象一个装有溶液的容器，其中插入了一个充满溶剂分子的半透膜管。溶剂分子通过半透膜向溶液侧移动，直到对溶液施加渗透压。渗透压在确定溶液吸收溶剂的倾向方面起着至关重要的作用。容器中的溶液在任何时候也会承受静水压力。

为了更好地理解这一点，让我们探讨流体静水压与渗透压之间的差异。

静水压力

无论状态如何，物质都会施加压力。在液体和气体中，施加在容器所有侧面的压力是相同的。流体在接触表面的每单位面积上施加的垂直力称为静水压力。静水压力总是与密闭空间相关联。例如，容器中的液体对其壁施加压力。在这种容器中，底部对壁的静水压力比顶部更大。

影响静水压力的因素 

在流体平衡中，由于重力作用，静水压力会在任何时间点施加。静水压力在底部最大。影响静水压力的因素是流体的密度、重力加速度和从表面测量的液柱深度。静水压力与流体的深度成正比。 

计算静水压力

要计算静水压力，请使用以下公式：

P = pgh

⍴ 是流体的密度 

h 是液柱的高度

g 是重力加速度

液体越稠密，施加在浸没物体上的静水压力就越高。

大气压力对静水压力的影响

通常，静水压力以帕斯卡为单位测量。当流体静止或静止时，施加在其中的压力形成静水压力测量值。大气中的空气在建立流体力方面起着关键作用。大气在流体表面施加的向下的力称为大气压。大气压力施加在表面上，而静水压力存在于整个流体的深度。因此，施加在流体（尤其是水体或浸没在流体中的物体）上的总压力可以表示为：

   P = pgh + P_大气压

真正的静水压力可以通过从测量的绝对压力中减去大气压来获得。同样，随纬度位置和海拔高度变化的局部重力也会影响静水压力测量。随着温度的变化，流体的密度可能会发生变化，这就是温度变化也会影响静水压力的原因。

渗透和渗透压

渗透是一种支持溶剂通过半透膜运动的生物物理学现象。在渗透作用中，溶剂从溶液流过半透膜。流体从低浓度溶液移动通过半透膜。

渗透压是施加到溶液的压力，它阻止流体通过半透膜运动。渗透压是限制流体通过半透膜运动所需的最小压力。它也被表示为“渗透指数”。潜在渗透压是溶液在使用半透膜与其纯溶剂分离时产生的最高渗透压。

影响渗透压的因素 

渗透压与依数性密切相关。渗透压取决于沸点升高、凝固点降低、蒸气压降低等特性。当将溶质溶解在溶液中时，会在流体中观察到所有这些特性。

计算渗透压

理想溶液的渗透压可用下式计算： 

π = iCRT

i 是 Vant Hoff 因子 

C是溶液中溶质的摩尔浓度

R 是通用气体常数

T是温度

静水压与渗透压测量

那么，静水压力与渗透压之间有什么区别？

让我们看一个例子来说明差异。在体内，静水压力确保血液循环，而渗透压有助于交换体内必要的液体。

静水压和渗透压之间的另一个显着区别是它们的测量方式。通过测量渗透压，通常记录溶液的浓度。渗透压计用于测量渗透压，而压力计用于静水压力测量。负载压力表、麦克劳德压力表和活塞式压力表等压力表也用于测量静水压力。

渗透压和静水压的应用

静水压与渗透压之间的差异在我们周围的环境中很明显；有许多基于这些原则的化学和生物过程。植物中的水分运输和使用盐和糖保存食物只是渗透应用的几个例子。静水压力是导致带有倒置容器的水冷却器中水的流动和水力发电等许多因素的原因。 

Cadence 的 CFD 工具套件可用于分析复杂系统中静水压力和渗透压的影响。订阅我们的时事通讯以获取最新的 CFD 更新或浏览 Cadence 的CFD 软件套件，包括Fidelity和Fidelity Pointwise，以了解有关 Cadence 如何为您提供解决方案的更多信息。