آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
اسمز در یاخته؛ آب به کدوم سمت می‌ره؟
آب از غشای یاخته عبور می‌کنه و به سمتی می‌ره که نمکش بیشتره. غلظت بیرون رو کم‌وزیاد کن و ببین یاختهٔ مدل بزرگ‌تر می‌شه یا کوچک‌تر.
آزمایش رو شروع کنغلظت نمک داخل در مدل ۰٫۹ درصده. غلظت بیرون رو ۲ درصد و زمان رو ۳۰ ثانیه بذار؛ تغییر حجم و علامت شارش آب رو ببین.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
نمک بیرون رو از کم به زیاد ببر
زمان رو ۳۰ ثانیه نگه دار. غلظت نمک بیرون رو یک بار ۰٫۴ و بار دیگه ۲ درصد انتخاب کن و تغییر حجم و جهت شارش آب رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ وقتی نمک بیرون از ۰٫۹ درصد داخل کمتره، آب وارد یاخته می‌شه یا ازش بیرون می‌ره؟
توضیح نتیجه رو ببین
با نمک بیرونِ ۰٫۴ درصد، آب وارد یاخته می‌شه و حجم حدود ۴۳٫۲٪ بیشتر از حالت عادیه. با ۲ درصد نمک بیرون، آب خارج می‌شه و حجم حدود ۴۳٫۲٪ کمتره؛ جهت حرکت به تفاوت غلظت داخل و بیرون ربط داره.
غلظت بیرون رو با داخل برابر کن
زمان رو ۳۰ ثانیه بذار و غلظت بیرون رو یک بار ۰٫۹ و بار دیگه ۱٫۵ درصد کن. تغییر حجم و شارش خالص آب رو بخون.
حدست چیه؟ وقتی غلظت نمک دو طرف غشا برابر باشه، حجم یاخته تغییر می‌کنه؟
توضیح نتیجه رو ببین
در غلظت بیرونی ۰٫۹ درصد، مدل شارش خالصی نشون نمی‌ده و حجم عادی می‌مونه. با غلظت ۱٫۵ درصد، آب از یاخته بیرون می‌ره و در ۳۰ ثانیه حجم حدود ۳۴٫۶٪ کم می‌شه؛ این حالت بیرونِ غلیظ‌تره.
زمان رو تا یک دقیقه جلو ببر
غلظت بیرون رو ۲ درصد نگه دار. خروجی رو در زمان صفر و بعد در ۶۰ ثانیه مقایسه کن؛ به تغییر حجم و شارش آب با علامت منفی نگاه کن.
حدست چیه؟ با گذشت زمان، آب با همون سرعت اول از یاخته بیرون می‌ره یا سرعتش کم می‌شه؟
توضیح نتیجه رو ببین
در شروع، شارش خالص حدود ۳٫۳۳٪ حجم عادی در ثانیه به بیرونه؛ در ۶۰ ثانیه به حدود ۰٫۰۶٪ در ثانیه می‌رسه. حجم حدود ۴۹٫۱٪ کمتر از حالت عادی شده و به حجم تعادلیِ نصفِ حالت عادی نزدیک می‌شه، ولی در این مدل دقیقاً بهش نمی‌رسه.
پشت این حرکت چه خبره؟
اسمز، جابه‌جایی آب از غشا
مدل فرض می‌کنه آب از غشا رد می‌شه ولی نمک داخل یاخته همون‌جا می‌مونه. آب به سمتی می‌ره که غلظت نمک بیشتره؛ اگر بیرون رقیق‌تر باشه آب وارد یاخته می‌شه، و اگر بیرون غلیظ‌تر باشه آب ازش بیرون می‌ره.
برابری غلظت، شارش خالص رو صفر می‌کنه
غلظت نمک اولیهٔ داخل ۰٫۹ درصده. وقتی بیرون هم ۰٫۹ درصده، دو طرف غشا در این مدل متعادلن: ممکنه آب از هر دو طرف جابه‌جا بشه، اما شارش خالص و تغییر حجم صفره.
حجم و شارش با گذشت زمان به تعادل نزدیک می‌شن
V(t) = Ve + (1 - Ve) * exp(-t / 15)
مدل برای حرکت آب یک ثابت زمانی ۱۵ ثانیه‌ای می‌ذاره. پس حجم یک‌دفعه به مقدار تعادل نمی‌پره؛ کم‌کم نزدیکش می‌شه و شارش آب هم آروم‌تر می‌شه. وقتی حجم بالا می‌ره، مقدار نمک ثابتی که داخل مونده در حجم بزرگ‌تری پخش می‌شه و غلظتش پایین می‌آد.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
اگر نمک دو طرف برابر باشه، آب دیگه از غشا رد نمی‌شه؟
ممکنه آب از هر دو طرف رد بشه، اما وقتی غلظت دو طرف برابر باشه، رفت‌وبرگشت‌ها در مدل همدیگه رو خنثی می‌کنن. برای همین شارش خالص آب و تغییر حجم صفره؛ به این حالت ایزوتونیک می‌گن.
سؤال‌های رایج
آب به سمت نمک بیشتر می‌ره؟
بله، در این مدل آب از غشا به سمت غلظت نمک بیشتر حرکت می‌کنه. بیرون رقیق‌تر باشه یاخته آب می‌گیره؛ بیرون غلیظ‌تر باشه آب از یاخته خارج می‌شه.
۰٫۹ درصد بیرون یعنی یاخته آب نمی‌گیره؟
داخل هم از ۰٫۹ درصد شروع می‌کنه. در این غلظت‌ها، مدل شارش خالص و تغییر حجم رو صفر حساب می‌کنه؛ آب می‌تونه در هر دو جهت جابه‌جا بشه ولی رفت‌وبرگشتش برابر می‌مونه.
ثابت زمانی ۱۵ ثانیه چه معنی‌ای داره؟
یعنی مدل نزدیک شدن حجم به تعادل رو با یک روند تدریجی و نمایی حساب می‌کنه. پس در ۱۵ ثانیه دقیقاً به تعادل نمی‌رسه؛ با بیشتر شدن زمان، تغییرها آروم‌تر می‌شن.
چرا حجم یاخته توی مدل خیلی بزرگ یا کوچک نمی‌شه؟
مدل حجم رو بین نصف و ۱٫۵ برابر حالت عادی نگه می‌داره تا حد ساده‌ای برای یاخته داشته باشه. در یاختهٔ واقعی، غشا و دیواره و شرایط محیط نتیجه رو عوض می‌کنن؛ این شکل پیش‌بینی یاختهٔ واقعی نیست.