利用渗透现象制作发电机的可能性探究
利用渗透作用制作发电机的可能性探究
1. 摘要
以渗透作用为原理，将环境中内能装化为其他形式的能并对外做功。设计了相应的实验装置，并进行了初步的理论分析，但因条件限制还未进行试验。
2. 装置及理论分析
（1）第一思路
如图2-1，在一弯曲玻璃管的两开口处封上半透膜，使溶剂分子可以自由通过，但溶质分子
无法通过，并将下开口处至于装有溶剂的水槽中，在渗透势差及由重力产生的液体压强的相互
作用下会使体系平衡，且此时△h 且开口向上处的液体可以在自身重力作用下将溶剂滤出形成
急流与循环。
设水槽中玻璃管的长度为h 1，管中溶液液面高为h 2，且溶剂密度为p 1，溶液密度为p 2，π
为渗透压。
此时有
由此可见，与S ，T 正相关与M 负相关。
此思路希望通过选择恰当的溶质（改变S 、M ）来达到以获得最大的重力势能增量。
（2）第二思路
如图2-2，与思路1相似，从溶剂分子从膜1进入膜2流出。
说明：1）为控制变量，令溶液为在某一溶质下的饱和溶液。
2）膜2的位置满足ρ2gh 3＞p 0（p 0为大气压）。
3）体系处于ρ2gh 1＜ρ1gh 1+π的不平衡状态。
4）除膜1、膜2的位置外，玻璃管封闭。
猜想：1））Δp＝ρgh1＋π－ρ2gh Δρ越大，则渗水效果越好。
2）如图2-3，若在玻璃管上方开口，无膜2，体系会通过渗透作用使玻璃管液面上
升至平衡状态，且上升后的液面高度为h 4（即ρ2gh 4=ρ1gh 1+π）。h 4越大，h 2
越小，则△h=h4-h 2越大，则渗水潜能越大。
3）可转化的能量为重力势能与动能之和，即由h 2和渗水速率决定，由上一项猜想得出：两者为相互限制关系。希望通
过计算得出最适值。
3. 尚未解决的问题
在实验方面初步设想为以卵清蛋白作为溶质，并匹配截留分子量为14000的半透膜进行第一思路的实验，但对膜进行使用和处理时遇到了困难，尝试过用生理盐水浸泡、沸水处理，但均未获得令人满意的渗水速度，故实验无法进行，所以在实验方面希望得到支持。
而在理论方面，只构建了第一思路中体系平衡时的方程，且正确性无法验证，而当形成循环后的动态方程和第二思路中的描
述方程还无力构建，且第二思路中的猜想仅仅为个人分析得出，希望得到指点。
4. 参考文献
1）引力场中永动机的可能性再思考 李孟阳 【中图分类号】0552
2 ) 应用胶体与界面化学 王振国