高中生物学物理原理——哪位大神解答?

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渗透压的物理原理是什么?液面升高什么能量转化成立重力势能?


 
1楼
edited 3年前

**主要是自由能

对于两侧水溶液浓度不同的半透膜,为了阻止水从低浓度一侧渗透到高浓度一侧而在高浓度一侧施加的最小额外压强称为渗透压。 渗透压与溶液中不能通过半透膜的微粒数目和环境温度有关。

1877年德国植物学家弗菲尔(Pfeffer)根据其实验数据发现两条规律: (1) 在温度一定时,稀溶液的渗透压力与溶液的浓度成正比 (2) 在浓度一定时,稀溶液的渗透压力与热力学温度成正比

1886年荷兰理论化学家范托夫(van't Hoff)从理论上推导出难挥发非电解质稀溶液的渗透压力与溶液浓度和热力学温度的关系为:

π=cRT(或π=kTN/V;N/V为分子数密度),

上式称为范托夫公式,也叫渗透压公式。

c为摩尔浓度,单位:mol/L,也可以算作C=n/V(物质的量(mol)/体积(L))。

R为理想气体常数,当π的单位为Pa,V的单位为升(L)时,R值为8.314J•K-1•mol-1。

T为热量,单位:K(开尔文),与摄氏度的换算关系是 T(K) = 273+T(C)

范托夫公式表示,在一定温度下,溶液的渗透压与单位体积溶液中所含不能通过半透膜的溶质的粒子数(分子数或离子数)成正比,而与溶质的本性无关。

排空效应是疏水作用(疏水力实质是熵和自由能的混合效应)的理想情况,而渗透压是使大分子产生这种排空力的原因。渗透压可以看成单位体积内的自由能变化。 排空效应是小颗粒能把大颗粒推到一起,以使小颗粒自身的熵最大,如果两个表面精确匹配,则相应的单位接触面积上的自由能减少为ΔF/A=ckBT×2R,R 为小颗粒半径(这里的c不是浓度,是分子数密度)。

详细内容可参考百度(以下为链接)
http://baike.baidu.com/link?url=BZs3QsqcbzHxYRYJyywzc0BXS855jDK5myWYToiXaB7JVyrWOB1YO-5WECBSmTN5H5ms%5%5VcGZCX9qeWP4mmH5qgVcjYr0xWU98F%5iw4ljNs9lIcr3cdTnjyE%5j%5vR8R


 

感谢,但还是不太明白。