物競(jìng)ä¸å¶çˆ¾æœƒ(huì)有一些涉åŠæ»²é€å£“(摩爾濃度滲é€å£“,摩爾滲é€å£“)ã€åŠé€è†œçš„題目,多數(shù)競(jìng)賽教練ä¸æœƒ(huì)詳細(xì)講解其ä¸åŽŸç†ï¼Œç¶²(wÇŽng)上關(guÄn)于這方é¢çš„資料也很少,于是,作為一枚退役物競(jìng)黨,閑來無事,在閱讀大é‡æœ‰é—œ(guÄn)資料åŽï¼Œæ•´ç†å‡ºäº†é€™ç¯‡æ–‡ç« ,花個(gè)å幾分é˜çœ‹å®Œå§ï¼Œèªªä¸å®šå°±è€ƒåˆ°äº†å“¦~
一〠壓力
多數(shù)人都覺得壓力就是一個(gè)å®è§€ç‰©é«”與å¦ä¸€å€‹(gè)å®è§€ç‰©é«”接觸時(shÃ)å› ç›¸äº’æ“ å£“è€Œç”¢(chÇŽn)生的力,但事實(shÃ)上,這ä¸æ˜¯å£“力唯一的產(chÇŽn)生方å¼ã€‚壓力åŒæ¨£å¯ä»¥ç”±åˆ†å的碰撞產(chÇŽn)ç”Ÿï¼ˆæˆ–è¨±ä½ èƒ½å›žæƒ³èµ·é«˜ä¸ç‰©ç†èª²æœ¬ä¸Šä¸€å€‹(gè)人æ’著把傘在大雨专åƒæ©˜”的表情),ç†è§£é€™ä¸€é»ž(diÇŽn)å°(duì)下文的閱讀或許會(huì)有幫助。
二ã€æ»²é€å£“(摩爾濃度滲é€å£“,摩爾滲é€å£“)
1. 概念:阻礙水從低濃度æµå‘é«˜æ¿ƒåº¦æ‰€éœ€çš„åœ¨é«˜æ¿ƒåº¦æº¶æ¶²ä¸Šé™„åŠ çš„æœ€å°å£“力,而éžè¿«ä½¿æ°´å¾žä½Žæ¿ƒåº¦æµåˆ°é«˜æ¿ƒåº¦çš„一種壓力。
(百度百科給出的定義為:å°(duì)于兩å´(cè)水溶液濃度ä¸åŒçš„åŠé€è†œï¼Œç‚ºäº†é˜»æ¢æ°´å¾žä½Žæ¿ƒåº¦ä¸€å´(cè)滲é€åˆ°é«˜æ¿ƒåº¦ä¸€å´(cè)而在高濃度一å´(cè)æ–½åŠ çš„æœ€å°é¡å¤–壓強(qiáng)稱為滲é€å£“(摩爾濃度滲é€å£“,摩爾滲é€å£“)。)
å¯èƒ½ä½ 會(huì)覺得兩者并無太大差別,實(shÃ)則ä¸ç„¶ã€‚åŽè€…容易讓人誤以為滲é€å£“(摩爾濃度滲é€å£“,摩爾滲é€å£“ï¼‰æ˜¯ä¸€ç¨®å› ?yà n)槿苜|(zhì)ç²’å碰撞而產(chÇŽn)生的溶液本身具有的å°(duì)容器的壓力。下é¢ç°¡(jiÇŽn)單說下為什么會(huì)需è¦é€™æ¨£ä¸€å€‹(gè)é™„åŠ å£“åŠ›ã€‚
2.來æºï¼šæŽ¥ä¸‹ä¾†æˆ‘們來具體分æžä¸€ä¸‹ç‚ºä»€ä¹ˆæ¸…水會(huì)æµå‘鹽水而導(dÇŽo)致鹽水å‡é«˜ã€‚
由于鹽水的溶質(zhì)NaCl是電解質(zhì),除了粒å之間的碰撞外還有ä¸å®¹å¿½è¦–的離åéµï¼Œé€™ä½¿å¾—接下來的近似會(huì)é‡åˆ°å›°é›£ï¼ŒäºŽæ˜¯æˆ‘們把鹽水改為糖水。
å°(duì)于稀溶液,由于分å間作用力微乎其微,我們å¯ä»¥å°‡ç³–分å近似看åšæ˜¯æ°£é«”分å。這個(gè)近似在《定性與åŠå®šé‡ç‰©ç†å¸(xué)》ä¸å‡ºç¾(xià n)éŽï¼Œç›¸é—œ(guÄn)的范特éœå¤«é—œ(guÄn)系:π=cRT(或π=kTN/Vï¼›N/V為分å數(shù)å¯†åº¦ï¼‰ä¹Ÿæ˜¯æ ¹æ“š(jù)平衡滲é€å£“éµå¾ªç†æƒ³æ°£é«”定律(稀溶液ä¸å¿½ç•¥æº¶è³ª(zhì)分å的相互作用)而得出的。值得一æ的是,它僅å°(duì)難æ®ç™¼(fÄ)éžé›»è§£è³ª(zhì)稀溶液æˆç«‹ï¼ˆå› ?yà n)楹雎匀苜|(zhì)分å的相互作用這一å‰æ僅在æ¤æ¢ä»¶ä¸‹æˆç«‹ï¼‰ï¼Œé€™ä¹Ÿæ˜¯ç‚ºä½•æˆ‘把鹽水改æˆäº†ç³–水。
在é‡åŠ›å°(duì)溶劑密度分布影響å¯å¿½ç•¥çš„å‰æ下,è¨(shè)糖分å的分å數(shù)密度為nï¼Œå‰‡æ ¹æ“š(jù)ç†æƒ³æ°£é«”狀態(tà i)方程有:PV=vRT (解釋略去了,看ä¸æ‡‚å¯ä»¥åœ¨ç¶²(wÇŽng)上æœä¸€ä¸‹ï¼‰
å…¶ä¸v=nV/NA,R=kNA
æ•…P=nkT
ç¾(xià n)在å‡è¨(shè)ç³–æ°´æ°´é¢èˆ‡æ¸…æ°´æ°´é¢ç‰é«˜ï¼Œå°(duì)糖水與空氣的接觸é¢ï¼Œæ°£é«”分åå› ç¢°æ’žç”¢(chÇŽn)生了P0的壓力,糖分åå› ç¢°æ’žç”¢(chÇŽn)生了 [å…¬å¼] P的壓力,則為使得體系平衡,糖水ä¸æŽ¥è¿‘æ°´é¢çš„ä½ç½®è™•ï¼Œå£“å¼·(qiáng)應(yÄ«ng)為P0- [å…¬å¼] P。
å°(duì)åŠé€è†œï¼Œç³–水一å´(cè)有:水產(chÇŽn)生的P0-[å…¬å¼]P+ [å…¬å¼] gh的壓力,糖分å碰撞產(chÇŽn)生的[å…¬å¼] P的壓力。
清水一å´(cè)有:水產(chÇŽn)生的P0+[å…¬å¼]gh的壓力。
于是我們發(fÄ)ç¾(xià n),略去水與åŠé€è†œä¹‹é–“å› ?yà n)榘l(fÄ)生浸潤而產(chÇŽn)生的表é¢å¼µåŠ›çš„ç‰æ•ˆå£“å¼·(qiáng)(其實(shÃ)åš´(yán)æ ¼ç‰äºŽ0)(毛細(xì)ç¾(xià n)象的æˆå› ï¼Œå› èˆ‡æœ¬æ–‡æŽ¢è¨Žé‡é»ž(diÇŽn)ç„¡é—œ(guÄn),略去ä¸è«‡ï¼‰ï¼Œæ¸…水處的溶劑壓強(qiáng)比糖水處的溶劑壓強(qiáng)è¦å¤§ [å…¬å¼] P,水會(huì)從清水處æµå‘糖水處。
為使討論方便,忽略糖水的稀釋(å³ä½¿ä¸å¿½ç•¥ä¹Ÿæ˜¯èƒ½ç®—的,åªæ˜¯æœƒ(huì)麻煩些,但是這樣åšæ„義ä¸å¤§ï¼‰ï¼Œå‰‡ç‚ºé˜»ç¤™æ°´çš„滲é€è€Œéœ€è¦åœ¨ç³–æ°´è™•é™„åŠ çš„å£“å¼·(qiáng)為[å…¬å¼] P,這個(gè)æ‰€éœ€é™„åŠ çš„å£“å¼·(qiáng)便被稱為滲é€å£“(摩爾濃度滲é€å£“,摩爾滲é€å£“)。從這里我們å¯ä»¥çœ‹å‡ºï¼šæ»²é€å£“(摩爾濃度滲é€å£“,摩爾滲é€å£“)ä¸æ˜¯çœŸæ£çš„壓強(qiáng),而是阻æ¢?jié)Bé€éœ€è¦çš„最å°å£“å¼·(qiáng),å³ç³»çµ±(tÇ’ng)é”(dá)到平衡所需è¦çš„最å°å£“å¼·(qiáng)差。
在這個(gè)例åä¸ï¼Œæ»²é€å£“(摩爾濃度滲é€å£“,摩爾滲é€å£“)由糖水水平é¢é«˜å‡ºæ¸…æ°´æ°´å¹³é¢h’而產(chÇŽn)生的[å…¬å¼] gh’æ供。
所以,é‚輯上來講,ä¸æ˜¯å› ?yà n)æ¦é€…飨蛱撬î†é´®?dÇŽo)致糖水å‡é«˜ï¼Œè€Œæ˜¯å› ?yà n)樘撬å貌簧î¡å’å…沟们逅辉å€é£¨è›±æ’¬î…¸?/span>
這樣,我們å°(duì)滲é€å£“(摩爾濃度滲é€å£“,摩爾滲é€å£“)的ç†è§£å¯èƒ½æœƒ(huì)更清晰一些。
我這里還有一些相關(guÄn)å•é¡Œï¼Œå¦‚æžœé€™ç¯‡æ–‡ç« ç ´ç™¾è´Šçš„è©±ï¼Œå°±å†å¯«ä¸€å¯«é€™äº›å•é¡Œçš„分æžã€‚