RO反滲透膜原理

反滲透，英文為Reverse Osmosis，它所描繪的是一個(gè)自然界中水分自然滲透過(guò)程的反向過(guò)程。早在1950年美國(guó)科學(xué)家DR.S.Sourirajan無(wú)意中發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時(shí)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(wèn)：陸地上由肺呼吸的動(dòng)物是絕對(duì)無(wú)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(xué)家把海鷗帶回了實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過(guò)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(guò)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(jiǎn)稱(chēng) R.O）的基本理論架構(gòu)。

對(duì)透過(guò)的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱(chēng)為半透膜，一般將只能透過(guò)溶劑而不能透過(guò)溶質(zhì)的薄膜稱(chēng)之為理想半透膜。當(dāng)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(shí)，稀溶液中的溶劑將自然穿過(guò)半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動(dòng)，這一現(xiàn)象稱(chēng)為滲透。當(dāng)滲透達(dá)到平衡時(shí)，濃溶液一側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一個(gè)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(lèi)、濃度和溫度有關(guān)而與半透膜的性質(zhì)無(wú)關(guān)。若在濃溶液一側(cè)施加大于滲透壓的壓力時(shí)，溶劑的流動(dòng)方向?qū)⑴c原來(lái)的滲透方向相反，開(kāi)始從濃溶液向稀溶液一側(cè)流動(dòng)，這一過(guò)程稱(chēng)為反滲透。反滲透是滲透的一種反向遷移運(yùn)動(dòng)，是一種在壓力驅(qū)動(dòng)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(kāi)的分離方法，它已廣泛應(yīng)用于各種液體的提純與濃縮，其中最普遍的應(yīng)用實(shí)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(lèi)、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等。利用反滲透原理進(jìn)行水提純系統(tǒng)具有水質(zhì)好、耗能低、無(wú)污染、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。反滲透膜能截留直徑大于0.0001微米的物質(zhì)，是最精細(xì)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(jī)物，同時(shí)允許水分子通過(guò)，以獲得高質(zhì)量的純凈水。

請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問(wèn)題：

（1）要將自來(lái)水中的無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)阻隔，并使之無(wú)法通過(guò)反滲透膜，從而使可以透過(guò)的純水和無(wú)法透過(guò)的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)，反滲透膜的孔徑要達(dá)到___________以下。

（2）如圖甲中容器兩側(cè)液面在自然狀態(tài)下液體的流動(dòng)方向是____________（選填“從純水到鹽水”或“從鹽水到純水”）。

（3）如圖乙中兩側(cè)液體靜止達(dá)到液透平衡。如果左右兩容器橫截面積均為100cm2，要實(shí)現(xiàn)反滲透，需要在如圖甲中________液面（選填“純水”或“鹽水”）施加豎直向下的壓力至少是多大，請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程________。（g=10N/kg，ρ鹽水=1.03×103kg/m3）

（4）RO反滲透是當(dāng)前最先進(jìn)的凈水分離技術(shù)，請(qǐng)至少舉出一個(gè)它在生產(chǎn)生活方面的應(yīng)用_________。

（1）電源電壓。

（2）R2的阻值。

（3）S1、S2都閉合時(shí)電路消耗的總功率。

【題目】在學(xué)過(guò)摩擦力知識(shí)后，小明想探究：摩擦力大小是否與壓力、重力都有關(guān)系？他利用如圖所示的裝置進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①把金屬盒放在質(zhì)量不計(jì)的白紙上，讀出臺(tái)式測(cè)力計(jì)示數(shù)；拉動(dòng)白紙的過(guò)程中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
②將質(zhì)量不計(jì)的氫氣球系在金屬盒上，讀出臺(tái)式測(cè)力計(jì)示數(shù)；拉動(dòng)白紙的過(guò)程中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
③再往金屬盒注入適量的沙子，使臺(tái)式測(cè)力計(jì)示數(shù)與步驟①中的示數(shù)相等，拉動(dòng)白紙的過(guò)程中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

（1）與直接用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)金屬盒測(cè)量摩擦力相比，拉動(dòng)白紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)具有容易操作的優(yōu)點(diǎn)：① ， ② ．
（2）請(qǐng)你補(bǔ)齊上表中空格處的數(shù)據(jù)，其值為N．
（3）實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)來(lái)改變金屬盒總重力的．
（4）比較實(shí)驗(yàn)步驟（填序號(hào)） 的數(shù)據(jù)，說(shuō)明摩擦力大小與重力無(wú)關(guān)．

A. 離弦之箭 B. 風(fēng)弛電擎

C. 一日千里 D. 姍姍來(lái)遲

A. 它們?cè)谒�中的體積關(guān)系是：Va＜Vb=Vc

B. 它們的重力關(guān)系是Ga=Gb＞Gc

C. 它們的密度關(guān)系是：ρa(bǔ)＜ρb＜ρc

D. 它們所受的浮力關(guān)系是：Fa=Fb=Fc