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  • 1 # 使用者8478020843736

    推測,沒有計算。

    假定半透膜對溶劑完全自由擴散,沒有任何阻力;不考慮蒸汽壓等因素。有溶質的溶液加入左側,右側沒有溶液。溶液會滲透一部分,但是不會全部滲透,像個永動機一樣迴圈。

    考慮剛放進去的情況:

    液體深度越大,壓強越大,滲透壓越大;另一側為空氣,液體的滲透壓為0。在高壓力下,分子可以滲透,與濃度有關,濃度越低,滲透越多。液體深度越小,壓力越小;另一側為空氣,液體的滲透壓為0。還是可以滲透。

    這樣溶劑可以源源不斷透過半透膜進入另一側。

    考慮另一種極端情況:

    如果溶劑一直進入右側,直到與原左高度相同,這樣右側為高滲溶液(100%溶劑),溶劑會反過來進入左側,使左側溶液再升高,右側溶液再下降。所以這樣的情況無法達到。如果出現了上面的情況,溶劑進入左側,那麼左側的溶液高度升高。升高的那部分溶液接觸的半透膜右側為空氣,液體滲透壓為0,又可以滲透,導致右側溶劑高度升高,左側溶液高度下降,與前面的液體升降情況相反。

    因此,存在一個平衡點,在這個平衡點:左側的溶液高於右側的溶液,右側的滲透壓高於左側的滲透壓;右側的溶劑不斷滲透進入左側,左側溶液超出右側溶液部分不斷有溶劑進入右側,兩側溶劑交換速度相等,像一個永動機一樣不斷進行。一旦出現擾動平衡被打破,比如增加壓力使左側的溶劑更多地進入右側,撤去壓力後:右側的溶液滲透壓更高,左側溶液濃度更高,溶劑會更多地進入左側;左側的液體高度比平衡時低,對應的超出右側液麵的溶液體積減少,而且溶液濃度比平衡時有增加,左側溶劑會更少地進入右側。這樣左側的溶劑可以重新得到補充,回到平衡狀態。如果右側開一個小口,把溶劑放掉,那麼左側的溶劑就會源源不斷地進入右側,濃度越來越高,高度越來越低,滲透越來越慢。

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