Здравствуйте, уважаемые форумчане,
Озадачился вопросом, который касается осмоса. Был несколько удивлен, когда увидел в различных источниках картинки, на которых показан эксперимент с U-образной трубкой и полупроницаемой мембраной, расположенной ровно в центре перегиба. Одна часть трубки заполнена раствором, вторая – чистым растворителем. Растворяемое вещество через мембрану пройти не может и всегда находится в одной части трубки, а растворитель имеет возможность перетекать через мембрану в любом направлении. В стационаре уровни воды в отводах трубки различаются на величину осмотического давления. Причем уровень воды всегда выше в том отводе, где находится раствор или раствор с большей концентрацией, если в отводах трубки имеются два раствора с различной концентрацией.
Вот пример такого эксперимента:
http://home.earthlink.net/~dayvdanls/os ... essure.htm.
Вопрос в следующем. Кажется, что давление жидкости в отводе с раствором определяется высотой столба раствора и его плотностью, а в отводе с чистым растворителем – высотой столба растворителя и его плотностью – обычная формула p=ro*g*h. Для того, чтобы перетекание жидкости прекратилось, данные давления должны быть равны. Пусть раствор представляет собой соленую воду, а растворителем является чистая (пресная) вода. Плотность соленой воды выше, чем у пресной. Высота столба в отводе с соленой водой тоже выше. Получается, что равенства давлений между отводами трубки, исходя и данных рассуждений, нет. Если я не ошибаюсь, природа эффекта вообще не зависит от конкретного типа раствора.
Понимаю, что в данных рассуждениях где-то есть ошибка, ведь природу не обманешь, но найти ее не могу.
Вообще, в некоторых источниках можно встретить такой ответ, который отсылает к статистике, но хотелось бы по возможности иметь и простой ответ в терминах физики сплошных сред:
What is the force that drives the molecules through the membrane? This is a misleading question, because there is no real “force” in the physical sense other than the thermal energies all molecules possess. Osmosis is a consequence of simple statistics: the randomly directed motions of a collection of molecules will cause more to leave a region of high concentration than return to it; the escaping tendency of a substance from a phase increases with its concentration in the phase.
Буду благодарен за любую помощь.
