【題目】閱讀《RO反滲透膜原理》回答問題. RO反滲透膜原理
反滲透,英文為Reverse Osmosis,它所描繪的是一個自然界中水分自然滲透過程的反向過程.早在1950年美國科學家DR.S.Sourirajan無意中發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水,隔了幾秒后吐出一小口的海水.他由此而產(chǎn)生疑問:陸地上由肺呼吸的動物是絕對無法飲用高鹽份的海水,那為什么海鷗就可以飲用海水呢?這位科學家把海鷗帶回了實驗室,經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)在海鷗嗉囊位置有一層薄膜,該薄膜構(gòu)造非常精密.海鷗正是利用了這層薄膜把海水過濾為可飲用的淡水,而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則被從口中吐出.這就是以后逆滲透法(Reverse Osmosis 簡稱R.O)的基本理論架構(gòu).
對透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜,一般將只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的薄膜稱之為理想半透膜.當把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側(cè)時,稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動,這一現(xiàn)象稱為滲透.當滲透達到平衡時,濃溶液一側(cè)的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一個壓差,此壓差即為滲透壓.滲透壓的大小取決于溶液的固有性質(zhì),即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關(guān)而與半透膜的性質(zhì)無關(guān).若在濃溶液一側(cè)施加大于滲透壓的壓力時,溶劑的流動方向?qū)⑴c原來的滲透方向相反,開始從濃溶液向稀溶液一側(cè)流動,這一過程稱為反滲透.反滲透是滲透的一種反向遷移運動,是一種在壓力驅(qū)動下,借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開的分離方法,它已廣泛應用于各種液體的提純與濃縮,其中最普遍的應用實例便是在水處理工藝中.反滲透膜的孔徑非常小,因此能夠有效地去除水中比反滲透膜孔徑大的溶解鹽類、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等.利用反滲透原理進行水提純系統(tǒng)具有水質(zhì)好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優(yōu)點.反滲透膜能截留直徑大于0.0001微米的物質(zhì),是最精細的一種膜分離產(chǎn)品,其能有效截留所有溶解鹽份及分子量大于100的有機物,同時允許水分子通過,以獲得高質(zhì)量的純凈水.
請根據(jù)上述材料,回答下列問題:
(1)要將自來水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質(zhì)阻隔,并使之無法通過反滲透膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區(qū)分開來,反滲透膜的孔徑要達到以下.
(2)圖甲中容器兩側(cè)液面在自然狀態(tài)下液體的流動方向是(選填“從純水到鹽水”或“從鹽水到純水”).
(3)圖乙中兩側(cè)液體靜止達到液透平衡.如果左右兩容器橫截面積均為100cm2 , 要實現(xiàn)反滲透,需要在圖甲中(選填“純水”或“鹽水”)液面施加豎直向下的壓力至少是多大,請寫出計算過程.(g=10N/kg,ρ鹽水=1.03×103kg/m3)
(4)RO反滲透是當前最先進的凈水分離技術(shù),請至少舉出一個它在生產(chǎn)生活方面的應用.
【答案】
(1)0.0001微米
(2)從純水到鹽水
(3)鹽水 施加的壓力:F=p1S=ρ鹽水gh1S=1.03×103kg/m3×10N/kg×0.1m×10﹣2m2=10.3N
(4)海水淡化、凈水機、制藥等
【解析】解:(1)根據(jù)反滲透膜能截留直徑大于0.0001微米的物質(zhì)可知,反滲透膜的孔徑要達到0.0001微米以下.(2)由題意可知,稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動,這一現(xiàn)象稱為滲透,所以圖甲中容器兩側(cè)液面在自然狀態(tài)下液體的流動方向是從純水到鹽水;(3)由于圖乙中兩側(cè)液體靜止達到液透平衡,且右側(cè)液面比左側(cè)液面高出h1=10cm; 而在圖甲中盛鹽水一側(cè)可利用液體的壓強太小,所以需要在圖甲中鹽水液面施加豎直向下的壓力,才能使得鹽水向純水流動;(4)RO反滲透是當前最先進的凈水分離技術(shù),它在生產(chǎn)生活方面的應用有:海水淡化、凈水機、制藥等.
所以答案是:(1)0.0001微米;(2)從純水到鹽水;(3)鹽水;10.3N;(4)海水淡化、凈水機、制藥等.
科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于實像和虛像的說法正確的是( 。
A.實像是由光的折射現(xiàn)象形成的,虛像是由光的反射現(xiàn)象形成的
B.虛像是人的幻覺,光線并沒有進入人眼,實像是相反
C.實像能成在光屏上,虛像不能成在光屏上
D.實像有放大的,也有縮小的,虛像一定是放大的
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,電源電壓保持不變,電阻R1=8Ω.當開關(guān)S閉合時,通過R1的電流I1=1A,電壓表的示數(shù)為4V.求:
(1)電阻R2的阻值;
(2)電路消耗的總功率.
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】用梳子梳頭時,頭發(fā)會隨梳子飄起來,這種現(xiàn)象屬于______。發(fā)生這種現(xiàn)象的實質(zhì)是電荷發(fā)生了______。
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】小英按圖甲連接了實驗電路,測量電阻Rx的阻值.
(1)閉合開關(guān)S前,應把圖23甲中滑動變阻器的滑片P置于最端.(選填“左”或“右”)
(2)檢查電路連接正確后,閉合開關(guān)S,滑動變阻器的滑片P滑動到某一位置時,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,電流表的示數(shù)如圖丙所示,則電流表的示數(shù)為A,電阻Rx的阻值為Ω.
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】2019年5月,美德兩國科學家團隊在《自然》上發(fā)文稱,在250K的溫度和超過100萬倍標準大氣壓環(huán)境下,氫化鑭會變成超導物質(zhì)。而250K,是迄今為止超導材料中證實的最高臨界溫度,其距離室溫的295K(22℃)已并不遙遠。氫化鑭的超導臨界溫度250K約為__________℃。
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