物競中偶爾會有一些涉及滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）、半透膜的題目，多數(shù)競賽教練不會詳細(xì)講解其中原理，網(wǎng)上關(guān)于這方面的資料也很少，于是，作為一枚退役物競黨，閑來無事，在閱讀大量有關(guān)資料后，整理出了這篇文章，花個十幾分鐘看完吧，說不定就考到了哦~
一、 壓力
多數(shù)人都覺得壓力就是一個宏觀物體與另一個宏觀物體接觸時因相互擠壓而產(chǎn)生的力，但事實上，這不是壓力唯一的產(chǎn)生方式。壓力同樣可以由分子的碰撞產(chǎn)生（或許你能回想起高中物理課本上一個人撐著把傘在大雨中“吃橘”的表情），理解這一點對下文的閱讀或許會有幫助。
二、滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）
1. 概念：阻礙水從低濃度流向高濃度所需的在高濃度溶液上附加的最小壓力，而非迫使水從低濃度流到高濃度的一種壓力。
（百度百科給出的定義為：對于兩側(cè)水溶液濃度不同的半透膜，為了阻止水從低濃度一側(cè)滲透到高濃度一側(cè)而在高濃度一側(cè)施加的最小額外壓強(qiáng)稱為滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）。）
可能你會覺得兩者并無太大差別，實則不然。后者容易讓人誤以為滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）是一種因為溶質(zhì)粒子碰撞而產(chǎn)生的溶液本身具有的對容器的壓力。下面簡單說下為什么會需要這樣一個附加壓力。
2.來源：接下來我們來具體分析一下為什么清水會流向鹽水而導(dǎo)致鹽水升高。
由于鹽水的溶質(zhì)NaCl是電解質(zhì)，除了粒子之間的碰撞外還有不容忽視的離子鍵，這使得接下來的近似會遇到困難，于是我們把鹽水改為糖水。
對于稀溶液，由于分子間作用力微乎其微，我們可以將糖分子近似看做是氣體分子。這個近似在《定性與半定量物理學(xué)》中出現(xiàn)過，相關(guān)的范特霍夫關(guān)系：π=cRT（或π=kTN/V；N/V為分子數(shù)密度）也是根據(jù)平衡滲透壓遵循理想氣體定律（稀溶液中忽略溶質(zhì)分子的相互作用）而得出的。值得一提的是，它僅對難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液成立（因為忽略溶質(zhì)分子的相互作用這一前提僅在此條件下成立），這也是為何我把鹽水改成了糖水。
在重力對溶劑密度分布影響可忽略的前提下，設(shè)糖分子的分子數(shù)密度為n，則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有：PV=vRT （解釋略去了，看不懂可以在網(wǎng)上搜一下）
其中v=nV/NA，R=kNA
故P=nkT
現(xiàn)在假設(shè)糖水水面與清水水面等高，對糖水與空氣的接觸面，氣體分子因碰撞產(chǎn)生了P0的壓力，糖分子因碰撞產(chǎn)生了 [公式] P的壓力，則為使得體系平衡，糖水中接近水面的位置處，壓強(qiáng)應(yīng)為P0- [公式] P。
對半透膜，糖水一側(cè)有：水產(chǎn)生的P0-[公式]P+ [公式] gh的壓力，糖分子碰撞產(chǎn)生的[公式] P的壓力。
清水一側(cè)有：水產(chǎn)生的P0+[公式]gh的壓力。
于是我們發(fā)現(xiàn)，略去水與半透膜之間因為發(fā)生浸潤而產(chǎn)生的表面張力的等效壓強(qiáng)（其實嚴(yán)格等于0）（毛細(xì)現(xiàn)象的成因，因與本文探討重點無關(guān)，略去不談），清水處的溶劑壓強(qiáng)比糖水處的溶劑壓強(qiáng)要大 [公式] P，水會從清水處流向糖水處。
為使討論方便，忽略糖水的稀釋（即使不忽略也是能算的，只是會麻煩些，但是這樣做意義不大），則為阻礙水的滲透而需要在糖水處附加的壓強(qiáng)為[公式] P，這個所需附加的壓強(qiáng)便被稱為滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）。從這里我們可以看出：滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）不是真正的壓強(qiáng)，而是阻止?jié)B透需要的最小壓強(qiáng)，即系統(tǒng)達(dá)到平衡所需要的最小壓強(qiáng)差。
在這個例子中，滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）由糖水水平面高出清水水平面h’而產(chǎn)生的[公式] gh’提供。
所以，邏輯上來講，不是因為清水流向糖水而導(dǎo)致糖水升高，而是因為糖水不得不升高以使得清水不再流向糖水。
這樣，我們對滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）的理解可能會更清晰一些。
我這里還有一些相關(guān)問題，如果這篇文章破百贊的話，就再寫一寫這些問題的分析。
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