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1、論能量增加的論文關(guān)鍵詞:滲透、反滲透、ro膜、溶液分層、能量增加、永動(dòng)機(jī)一、摘要通過(guò)實(shí)驗(yàn),觀察到滲透現(xiàn)象和反滲透現(xiàn)象將水提高的事實(shí)(增加了水的重力勢(shì)能),理論上說(shuō)明100%的截留率,得出能量可以增加的結(jié)論。二、序言曾今有很多人想過(guò)要把水抽到高處,然后用水的勢(shì)能做功,想要做成永動(dòng)機(jī),但是都失敗了。并由于其他無(wú)數(shù)想做成永動(dòng)機(jī)的方案都以失敗告終,以至于世界在一百多年前公認(rèn)能量守恒的正確,但是卻得不到嚴(yán)格的理論證明。設(shè)想只要把水抽上去,并且不需要能量維持,即可完成永動(dòng)機(jī)。根據(jù)滲透現(xiàn)象和反滲透現(xiàn)象做成的裝置
2、1能夠?qū)崿F(xiàn)這一設(shè)想。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果支持能量增加論。三、正文1、濃度大,滲透壓大“如果用一種半透膜(如動(dòng)物的膀胱,植物的表皮層,人造羊皮紙等)將蔗糖溶液和水分子隔開,如果這種半透膜僅允許水分子通過(guò),而糖分子不能通過(guò),因此糖分子擴(kuò)散就受到了限制。由于在單位體積內(nèi),純水比蔗糖溶液中的水分子數(shù)目多一些,所以在單位時(shí)間內(nèi),進(jìn)入蔗糖溶液中的水分子數(shù)目比離開的多,結(jié)果使蔗糖溶液的液面升高。這種溶劑分子通過(guò)半透膜自動(dòng)擴(kuò)散的過(guò)程稱為滲透。如果我們?cè)谡崽侨芤旱囊好嫔鲜┘訅毫?,使兩邊的液面重新相平,這時(shí)水分子從兩邊穿過(guò)的
3、速度完全相等,即達(dá)到滲透平衡。這時(shí)溶液液面上所施加的壓力大小與該溶液的滲透壓相等。(也就是說(shuō),壓力增加的一側(cè),單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)膜的水分子數(shù)目會(huì)增加。.)如果外加在溶液上的壓力超過(guò)滲透壓,則反而會(huì)使溶液中的水向純水的方向流動(dòng),使水的體積增加,這個(gè)過(guò)程叫反滲透。反滲透廣泛應(yīng)用于海水淡化,工業(yè)廢水或污水處理和溶液的濃縮等方面?!币陨虾?jiǎn)單而言就是:滲透壓大于外壓p時(shí),水就會(huì)向濃度大的一側(cè)流,即滲透。滲透壓小于外壓p時(shí),水就會(huì)向濃度小的一側(cè)流,即反滲透。膜兩側(cè)的一定的濃度差與一定的液面高度差以壓力的形式相平衡
4、。(說(shuō)明一下,密度和濃度是兩個(gè)不同的概念,分層后的上下液密度變化很小,為了簡(jiǎn)化討論認(rèn)為其密度不變,但濃度變化很大。)“范托夫(van’thoff)綜合滲透實(shí)驗(yàn)結(jié)果,指出了稀溶液的滲透壓與溫度、濃度的關(guān)系v=nrt③或=crt④從④式中可以看出,在一定的溫度下,稀溶液的滲透壓于溶液的濃度成正比,也就是說(shuō),與溶液中所含溶質(zhì)的數(shù)目成正比,而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明,即使像蛋白質(zhì)這樣大的分子,其溶液的滲透壓也是與小分子一樣,由它們的質(zhì)點(diǎn)數(shù)目所決定。必須注意,滲透壓只是當(dāng)溶液與溶劑被半透膜隔開時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。
5、另外,如果半透膜外不是純水,而是一種較稀的溶液,則稀、濃溶液之間同樣也能產(chǎn)生滲透壓?!币?hào)部分引用書本(略有改動(dòng))《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》(引用頁(yè)碼p7~p11)本文的實(shí)驗(yàn)1、2至少也能證明滲透壓與濃度正相關(guān),即濃度大,滲透壓大。2、溶液靜置分層將溶液(如蔗糖溶液、味精溶液、淀粉溶液、牛奶溶液、雞蛋清溶液等等)靜置較長(zhǎng)時(shí)間,會(huì)出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象。一方面,物質(zhì)分子總是不停的做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),有趨于混合均勻的趨勢(shì)。但另一方面,由于溶劑(水)與溶質(zhì)(蔗糖或其他)的密度不同,且各物質(zhì)分子相互間作用力太弱,在重力
6、作用下,密度大的物質(zhì)會(huì)緩慢的沉到下部??偟男?yīng)是:絕大多數(shù)溶液靜置較長(zhǎng)時(shí)間會(huì)發(fā)生分層,下層液濃度比中上層濃度大。分層以后的液體,上液的濃度接近水,下液的濃度趨于飽和。3、裝置在裝置1中,初始狀態(tài):a、b、c液面相平?,F(xiàn)象:當(dāng)靜置一段時(shí)間后,a中溶液出現(xiàn)分層現(xiàn)象,下部濃度高,滲透壓大,上部濃度低,滲透壓小。a液面上升,b、c液面下降。(滲透的液體速率很小,從a管處的膜流出的液體慢,而且從a管出來(lái)又是一個(gè)截面突然放大的過(guò)程,流速大大的減小,其產(chǎn)生的流動(dòng)變得小于蔗糖等溶質(zhì)的沉積速度。)最終,液面高度不再
7、變化,a和b之間出現(xiàn)液面高度差h1,a和c之間出現(xiàn)液面高度差h2,而b與c之間出現(xiàn)液面高度差(=h1—h2)。先假定ro膜對(duì)蔗糖或淀粉或蛋白質(zhì)分子的截留率為100%,即這些物質(zhì)分子完全不能透過(guò)ro膜,后面再說(shuō)明。分析:最終的平衡為動(dòng)態(tài)平衡,即單位時(shí)間內(nèi)從a穿過(guò)半透膜進(jìn)入a管的水分子數(shù)n1與從a管穿出半透膜的水分子數(shù)n2相等。并且單位時(shí)間內(nèi)從a穿過(guò)半透膜進(jìn)入b管的水分子數(shù)n3與從b管穿出半透膜的水分子數(shù)n4相等。但n1與n3并不相等(n1>n3,因?yàn)橄虏繚舛雀?,滲透壓大,上部濃度低,滲透壓小。
8、壓力增大,單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)膜的水分子數(shù)目會(huì)增加)。此時(shí)在c的液面高度處開一條缺口,使c的液面不會(huì)再升高。緩慢的向b中加入v1體積的純水,使其液面增加一點(diǎn)點(diǎn)。則b的液面升高,b液對(duì)半透膜的壓力增大,單位時(shí)間內(nèi)從a管穿出半透膜的水分子數(shù)n2會(huì)增加n8,n2+n8大于n1(n1為從a穿過(guò)半透膜進(jìn)入a管的水分子數(shù)),導(dǎo)致水從b經(jīng)a流到a,使a的液面增高。a的液面增高,使a液對(duì)半透膜的壓力增大,單位時(shí)間內(nèi)從a穿過(guò)半透膜進(jìn)入b管的水分子數(shù)n3增加n9,n3+n9大于n4(n4為從b管穿出半透膜的