这是永动机吗?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/16 10:43:18
在一个长颈漏斗的漏斗口处密封上一层玻璃纸(半透膜),往漏斗内注入蔗糖溶液,然后将漏斗浸入到盛有清水的烧杯中,会发现漏斗管内的液面逐渐上升。【这是高中生物第一册中的一个实验】那么假如在液面上升到最高点以下位置再封一层玻璃纸重做这个实验,漏斗管内液面永远无法达到最高点,水就会从顶处溢出(把玻璃纸上端的漏斗管去掉)再流回烧杯,不停重复这个过程。别说什么能量守恒的废话,我需要了解这有什么破绽,谢了!
上下都有半透膜,所以漏斗内永远都是保持一定浓度的蔗糖溶液。浓度怎么会变的一样?

您好!

这一类关于永动机的尝试很多时候都是很迷惑人的,类似的有用海绵的 毛细现象的“永动机”,都曾让很多人以为至少是打败了热力学第二定律,但是,这些设想最终都被证明不可行了。

这个永动机的模型同样存在破绽。

楼主的想法的原理是很简单的,整个装置由三个部分构成:最下面得水槽,这里注入得纯水,中部的溶液层,这里包括两层半透膜,和夹杂中间的一层浓溶液。
最上面的贮水层,这里是从溶液层渗透来的纯水。

楼主的设想,这个装置似乎能这样工作:溶液层通过渗透作用从水槽中不断抽取纯水,但是溶液层体积有限,于是纯水又会渗透通过上层的半透膜进入贮水层,再用导管让贮水层的水重力流回水槽,装置就能永动起来。

如果您有仔细地看了我上面重新描述的过程,您自己也许都已经感觉到这套装置的不对之处了——那就是,为什么纯水一定是从水槽渗透进,而从贮水层渗透出来呢?

如果仔细地回忆下生头过程的微观解释,就会发现这个设定毫无道理可言,渗透过程发生时,半透膜两端的各种分子由于热运动,都会撞击到半透膜上,但是溶质分子不能穿过,水分子可以,所以发生同样次数的撞击的话,纯水中总有更多一点的水分子去了同溶液中却再也没有回来。

这样看来,在上层半透膜中,纯水从溶液层流向贮水层简直毫无道理,也就是说,当我们把贮水层和水槽连通后,贮水层的水只会流向水槽却不可能得到补充,永动机无法工作下去。

补充一下,这并不意味着贮水层完全没有水,因为即使蒸发而没有水,那么还是根据渗透的原理很快就会有一些水分子跑到上表面来,所以,上层半透膜的表面将会总是覆盖着一层极薄的水分子层——但是,除非用很大的力气,不然别想把这些水分子刮下来。

其实我们也可以稍稍变个角度理解这个模型,由于贮水层和水槽相通,所以也可以看作是水池中同一个部分,而溶液层同纯水接触的地方都有半透膜,所以说白了,这个模型就相当于一个泡在纯水中的细胞,所以,溶液层会涨得鼓鼓的,但是,丝毫米有理由让水流出来。

补充:

刚刚看到有提到另外一种操作方法,就是,只有一层渗透膜的时候,待其稳定,高度为H.然后在低于H处添加半透膜,这样