找一只空的玻璃眼药水瓶,拿掉底部的橡皮塞,滴口处仍套上橡皮帽。
将玻璃杯内事先准备好的饱和食盐溶液从底部灌入,别灌得太满,以液面离瓶口
3 毫米左右为宜。再滴入2滴红药水,把溶液染成醒目的红色。
剪下约
3厘米长的一段肠衣(香肠就是把肉塞进肠衣里做成的,食品商店常有肠衣出售),再沿边剪开,展平,覆盖在眼药水瓶的底部,用橡皮筋把它扎紧,如图所示。把瓶倒过来,拔掉橡皮帽,看看瓶底周围是否有红色的溶液漏出,如有,应进一步扎紧橡皮筋。
剪一块硬纸片,在中央开一个孔径略小于眼药水瓶外径的圆孔,紧紧套在瓶身上。把硬纸搁在盛有大半瓶清水的大口瓶上,使眼药水瓶浸入水下2-3厘米,滴口和瓶内液面都高于水面。如果开始时饱和食盐溶液表面离滴口1厘米左右,那么,经过
30—40分钟后,红色的液面就能上升到滴口,以后溶液将不断从滴口溢出。若在滴口上套一根半透明的喝汽水用的吸管,你可看到红色的溶液会逐渐上升。既没对瓶内的溶液加压,又没加热,为什么红色的液面会不断上升呢?
原来,肠衣是一种半透膜,能让水分子顺利通过,而体积较大的溶质分子则难以通过。虽然饱和食盐溶液中的水分子也会进入大口瓶中的清水内,但与清水中的水分子相比,它的数量要少得多,加上食盐分子的阻挡作用,使得渗出肠衣的水分子数量远远少于进入肠衣内的水分子数量,因此,瓶内的液面便不断升高。事实上,随着红色溶液从滴口不断溢出,瓶内盐水的浓度不断下降;因此,液面的上升不会永远持续下去。半透膜在动物、植物的体内都存在。膀胱、毛细管管壁、肠衣等都是半透膜。如果一时买不到肠衣,不妨自己做一张半透膜。
取一张普通的玻璃纸,揩干净后平铺在大碗或较大的碟子里,倒入一些浓度为百分之二十的硫酸铜溶液,以能浸没玻璃纸为好。过了约一个小时后用镊子取出,再用清水将硫酸铜溶液冲洗干净,就做成了半透膜。
还可做一个实验。
让底部包了肠衣,装有饱和食盐溶液的眼药水瓶浸入盛有蒸馏水的大口瓶内(若没有蒸馏水,用凉开水代替也行)。把两根铜丝分别从滴口插入盐水和从瓶口插入蒸馏水中,用导线把两根铜丝的另一端分别与灵敏电流计的两个接线柱连接。过了一段时间后,电流计的指针发生偏转,说明有电流通过了电流计。
虽然这里介绍的两个实验中,红色液面在吸管中上升的高度有限,通过电流计的电流也很小,可是科学家们却对这两个现象进行着认真研究:如果能在江河的入海口装上一张巨大的半透膜,不就可得到一个用之不竭的天然大电池了吗?进一步的实验证明,利用半透膜将海水和淡水分成两室,两部分水的压强差可达25
个大气压。利用它压出的水流来冲击水轮发电机,不就可获得持续的电流了吗?
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