在装置1中,初始状态：A、B、C液面相平。
现象：当静置一段时间后，A中溶液出现分层现象，下部浓度高，渗透压大，上部浓度低，渗透压小。A液面上升，B、C液面下降。（渗透的液体速率很小，从a管处的膜流出的液体慢，而且从a管出来又是一个截面突然放大的过程，流速大大的减小，其产生的流动变得小于蔗糖等溶质的沉积速度。）
最终，液面高度不再变化，A和B之间出现液面高度差H1，A和C之间出现液面高度差H2，而B与C之间出现液面高度差（=H1—H2）。
先假定RO膜对蔗糖或淀粉或蛋白质分子的截留率为100%，即这些物质分子完全不能透过RO膜，后面再说明。
分析：最终的平衡为动态平衡，即单位时间内从A穿过半透膜进入a管的水分子数N1与从a管穿出半透膜的水分子数N2相等。并且单位时间内从A穿过半透膜进入b管的水分子数N3与从b管穿出半透膜的水分子数N4相等。但N1与N3并不相等(N1>N3，因为下部浓度高，渗透压大，上部浓度低，渗透压小。压力增大，单位时间内穿过膜的水分子数目会增加)。
此时在C的液面高度处开一条缺口，使C的液面不会再升高。缓慢的向B中加入V1体积的纯水，使其液面增加一点点。
则B的液面升高，B液对半透膜的压力增大，单位时间内从a管穿出半透膜的水分子数N2会增加N8，N2+N8大于N1（N1为从A穿过半透膜进入a管的水分子数），导致水从B经a流到A，使A的液面增高。
A的液面增高，使A液对半透膜的压力增大，单位时间内从A穿过半透膜进入b管的水分子数N3增加N9，N3+N9大于N4（N4为从b管穿出半透膜的水分子数），导致水从A经过b流到C。A和B之间出现渗透现象，A和C之间出现反渗透现象。
而C的液面由与缺口不会再升高，最终会将加入B中的纯水V1经B-a-A-b-C从缺口流走。从而恢复之前的动态平衡。
把C的缺口改成一条从C到B的连通器c，则水会从C回到B，从而进入B-a-A-b-C-c-B-a-A-b-C-c-B-a-A-b-C-c……无限循环中。
从另一角度看，装置１能将水从Ｂ液面提高到Ｃ液面，提高。
假设：（常温常压下）将多个装置１串联起来，即可以将水提高多倍的高度。水被提高后就具有重力势能，可以对外做功，只要做了功的水最终流回装置１的Ｂ中，就能够无限循环，并且对外输出功。即不需要外界能量的加入，而可以不断对外做功的永动机。
能量分析（分析增加的V1体积水的运动过程）
在水V1经B-a-A-b-C的过程中，水上升了。水的重力势能增加了mg。
首先，水由于渗透势（一般认为浓溶液对稀溶液存在渗透压，也就有渗透势，渗透势被看成一种势能）从B到A，Ａ的溶液渗透势减小。在此也引起了溶质蔗糖或其他大分子的上升，重力对其做负功，其重力势能增加。重力对水做负功，水的重力势能增加。
之后，水从A的下部上升到A的上部，因为重力原因，密度不同而出现溶液分层，重力对溶质蔗糖或其他大分子做了正功，其重力势能减小。重力对水仍做负功，水的重力势能继续增加。
水从Ａ到Ｃ，Ａ的渗透势增加并恢复。重力对水做正功，水的重力势能减少，但Ｃ的液面的高度仍大于Ｂ液面，即Ｃ的液面的重力势能大于Ｂ的液面。
整体上来看，即水从Ｂ到Ａ再到Ｃ，Ａ的渗透势最终保持不变，只有重力对水做负功，但是水却升高了，获得了重力势能。也就是说，无外界做功，却得到了势能的能量。在这个过程中（渗透、溶液分层、反渗透），找不到热量的传入与吸收，因此与热能无关（这个地方以后会成为整个问题的关键）。幸而这个现象（渗透与反渗透）是现实存在的，并且是宏观可见的，这个问题就比较容易通过实验事实解决。
如果按照假设将装置1串联并对外做功，则可以更加明显的证实能量增加。无限循环做功，却无外界的能量加入（对于水的无限循环过程，状态可以看做稳定。即对于每一次完整的循环，最终水的渗透势能和重力势能变化为0）。
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说理学类论能量增加(2)在线全文阅读。
相关推荐：