❶ 達西滲流實驗中為什麼在測壓管穩定後測流量
達西滲流定律流體在多孔介質內運動的基本規律,也是從宏觀角度描述滲流過程的統計規律,這個定律是1856年法國水利工程師達西為解決水的凈化問題從大量實驗中總結出來的。
達西在1856年通過了大量的實驗研究,總結得出滲流能量損失與滲流速度之間的關系,即達西定律。
達西定律:
滲流的達西定律
滲流的達西定律
達西實驗裝置如圖所示。圓筒橫斷面積為A,其中充填均勻的砂粒,砂層厚度為l,由金屬網支托。水由穩壓水箱經水管A流入圓筒中,再經砂層滲濾後由出水管B流出。其流量由量筒C量測,在砂層上下兩端裝測壓管以量測滲流的水頭損失。由於滲流流速極小,所以流速水頭可以忽略不計,總水頭可用測壓管水頭來表示,水力坡度可以用測壓管坡度來表示:
達西分析了大量實驗資料,得到圓筒內的滲流量Q與圓筒橫斷面積A和水力坡度J成正比,並和砂層的透水性能有關。達西建立的基本關系為:Q=kAJ,也可以寫成V=Q/A=kJ,式中 k為滲流系數,反映了土壤的透水性能。
實驗發現,隨著雷諾數Re的增加,多孔介質(砂層)中的流動狀態經歷三個區域:①線性層流區:粘性力占優勢,達西定律成立,上限約在Re=10左右;②非線性層流區(過渡區):為主要被慣性力制約的層流,達西定律不成立,上限約在Re=100左右,在上限附近開始有層流到湍流的過渡;③湍流區:慣性力占優勢,達西定律不成立。由此可見,從上限雷諾數方面偏離達西定律與層流到湍流的過渡不是完全等價的。
在滲流速度很低時,流體與介質間的表面分子力作用顯得更為重要。部分液體的滯流現象使孔隙度發生變化,從而引起滲透率的相應變化。實驗表明,這時孔隙度和滲透率均隨滲流速度的增加而增加,速度到某一臨界值後不再變化,因此不遵循達西定律。
在雷諾數大於上限Re數的情況下,應該用「滲流的二項式定律」代替達西定律,即式中A、B為決定於流體和介質性質的常數。在雷諾數小於下限Re數情況下,非線性滲流定律的一般形式可寫為:
式中f(J)為小雷諾數情況下滲透率隨水力坡度的變化函數關系,由實驗確定。
以上主要是單相流體達西滲流定律;對於多相流體,達西定律對每一相仍然成立,只需將滲透率修正為該相的相滲透率即可。
❷ 為探究膜的透性,設計了如圖所示的實驗裝置
(1)根據題意,三種溶液的濃度高低順序為溶液丙>溶液甲>溶液乙,那麼溶液水勢高低順序為溶液乙>溶液甲>溶液丙.對於E、F、G三個小袋來說,半透膜外側溶液濃度都大於半透膜內側溶液濃度,三個小袋都會通過滲透作用向外散失水分,因此,e、f、g三支小玻璃管內的液面都會下降.再比較F、G兩個小袋,雖然二者內含溶液都是乙溶液,濃度大小相同,袋外溶液都是丙溶液,濃度也相同.但是,由於G小袋體積大於F小袋,所以在相同時間內G小袋向外散失水分更多一些,g玻管中液面下降更快,下降幅度比f玻管更大.因此,幾分鍾後,3支小玻璃管中的現象是液面都下降,下降程度g管>f管>e管.
(2)對比分析e、f小玻璃管中的現象,可知實驗的自變數是溶液濃度,分別為質量濃度為0.2g/mL、0.1g/mL的蔗糖溶液.
(3)該實驗說明了水分能通過半透膜從濃度低的一側向濃度高的一側擴散,濃度差越大擴散速度越快.
(4)若將兩組這樣的裝置,一組放於37℃的恆溫箱中,一組放於0℃的恆溫箱中,幾分鍾後觀察,由於溫度影響物質跨膜運輸的速率,所以兩裝置中e玻璃管中的液面都下降,但放於37℃恆溫箱中的較放於0℃恆溫箱中的下降程度大.
故答案為:
(1)液面都下降,下降程度g管>f管>e管
(2)溶液濃度
(3)水分能通過半透膜從濃度低的一側向濃度高的一側擴散,濃度差越大擴散速度越快
(4)兩裝置中e玻璃管的液面都下降,放於37℃恆溫箱中的較放於0℃恆溫箱中的下降程度大 溫度影響物質跨膜運輸的速率
❸ (4014威海一模)某同學設計滲透裝置如圖所示(開始時狀態),燒杯中盛放有蒸餾水,圖中豬膀胱膜允許單
AB、長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液,由於蔗糖不能通過豬膀胱膜,導致漏斗液面上升版;加入蔗糖酶權後,發生水解反應,生成很多葡萄糖和果糖,漏斗中分子變多,而單糖分子進入燒杯需要一定大時間,所以液面應該繼續上升後再下降,A錯誤,B正確;
C、由於半透膜只允許單糖通過,蔗糖分子屬於二糖,不能通過半透膜,因此燒杯中不可以檢測出蔗糖,C錯誤;
四、蔗糖水解大產物只有葡萄糖和果糖,蔗糖酶是蛋白質,不能通過豬膀胱膜,因此燒杯中不能檢測出蔗糖酶,四錯誤.
故選:B.
❹ 圖甲和圖乙為兩個滲透裝置,ac為一定濃度的蔗糖溶液初試狀態時蔗糖溶液濃度為d
(1)原生質層細胞液0.3 g/mL蔗糖溶液細胞壁是全透性的(2)a>b>c(或b>a>c)如下圖
❺ 某同學設計了如圖Ⅰ所示的滲透作用實驗裝置,實驗開始時長頸漏斗內外液面平齊,記為零液面.實驗開始後,
A、OA段液面不段上升的直接原因是相同時間內從漏斗進入燒杯中的水少專於從燒杯進入漏斗內的水屬的量,A錯誤;
B、AB段液面不再上升的直接原因是相同時間內從漏斗進入燒杯中的水與從燒杯進入漏斗內的水的量相同,B錯誤;
C、OA段液面不段上升的直接原因是相同時間內從燒杯進入漏斗內的水的量多於於從漏斗進入燒杯中的水,C錯誤;
D、AB段液面不再上升的直接原因是相同時間內從漏斗進入燒杯中的水與從燒杯進入漏斗內的水的量相同,D正確.
故選:D
❻ 某滲透裝置如圖所示,燒杯中盛放有蒸餾水,圖中豬膀胱膜允許單糖透過.倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液,
1、由題意知,漏斗內的溶液是蔗糖溶液,燒杯內是蒸餾水,由於漏斗內的溶版液的滲透壓高權,水分子從燒杯進入漏斗,是漏斗中的液面升高;
2、加入蔗糖酶後,1分子蔗糖水解形成1分子葡萄糖和1分子果糖,使物質的量的濃度升高,滲透壓升高,水分子又從燒杯進入漏斗,漏斗側液面又升高;
3、由題意知,葡萄糖分子和果糖能透過半透膜,因此由於葡萄糖分子和蔗糖通過半透膜進入燒杯,漏斗內液面下降.
故選:D.
❼ 某同學製作了如圖1所示的滲透作用裝置
水從水濃度高的地方向水濃度低的地方運輸,燒杯中為蒸餾水,漏斗中為蔗糖溶液,因版此最開始時,水分子進權入漏斗的量大於流出的量,當進入漏斗中的水和流出的水一樣多時,達到動態平衡時,液面幾乎不動,故長頸漏斗內部液面的變化趨勢是先升高後維持在一定數值.
故選:B.
❽ 如圖為研究滲透作用的實驗裝置,請回答下列問題:(1)漏斗內溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃
(1)分析題圖的滲透裝置可知,一段時間後,漏斗內的液面上升,說明水分從燒杯進入漏斗,因此漏斗內溶液(S1)的濃度大於漏斗外溶液(S2)的濃度.
(2)成熟的植物細胞的原生質層相當於滲透裝置中的半透膜;二者的不同在於原生質層的選擇透過性具有生物活性,半透膜無生物活性.
(3)①由於蔗糖分大,不能穿過半透膜,因此裝置X出現液面差;K+和NO3-小,可以穿過半透膜,因此Y裝置不會出現液面差.
②由於0.3g/mL的蔗糖溶液和等滲的KNO3溶液都大於細胞液的濃度,細胞通過滲透作用失水,因此都會發生質壁分離現象.
(4)由於原生質層能主動吸收K+和NO3-,使細胞液濃度增加,當細胞液濃度大於外界溶液濃度時,細胞會通過滲透作用吸水,因此發生質壁分離復原的現象;最能體現兩種膜功能差異的實驗現象是KNO3溶液中的細胞質壁分離後會自動復原.
(5)洋蔥在高中生物實驗中可以作為多個實驗的實驗材料,如洋蔥根尖--觀察植物細胞的有絲分裂,洋蔥根尖--低溫誘導染色體數目的變化;洋蔥鱗片葉內表皮--觀察DNA和RNA在細胞中的分布;洋蔥綠色(管狀)葉--葉綠體中色素的提取和分離(或觀察葉綠體);白色洋蔥--檢測生物組織中的還原糖(或DNA的粗提取與鑒定);紫色洋蔥鱗片葉外表皮--觀察質壁分離和復原等.
故答案應為:
(1)S1>S2
(2)原生質層原生質層能主動轉運有關物質而半透膜不能(或原生質具有選擇透過性)
(3)①X②(發生)質壁分離
(4)KNO3溶液中的細胞質壁分離後會自動復原
(5)洋蔥根尖--低溫誘導染色體數目的變化 洋蔥鱗片葉內表皮--觀察DNA和RNA在細胞中的分布
❾ 如圖為研究滲透作用的實驗裝置,漏斗內溶液(S1)和漏斗外溶液(S2),漏斗內外起始液面一致.滲透平衡時
A、制若S1、S2分別是不同濃度的蔗糖溶液,滲透平衡時的液面差為△h,S1濃度大於S2的濃度,A正確;
B、若S1、S2分別是不同濃度的蔗糖溶液,滲透平衡時的液面差為△h,S1濃度大於S2的濃度,B錯誤;
C、半透膜允許K+、NO3-通過,滲透平衡時,液面差為0,S1濃度等於S2的濃度,C錯誤;
D、半透膜允許K+、NO3-通過,滲透平衡時,液面差為0,S1濃度等於S2的濃度,D錯誤.
故選:A.
❿ 如圖為研究滲透作用的實驗裝置,實驗所用半透膜為玻璃紙,請回答下列問題:(1)漏斗內溶液(S1)和漏斗
(1)一般兩側溶液的濃度並不相等,因為液面高的一側形成的靜水壓,會阻止溶劑由低濃度一側向高濃度一側擴散,故兩者濃度關系仍是S1>S2.
(2)圖中半透膜模擬成熟植物細胞的原生質層,從功能上,半透膜只是利用孔徑大小控制物質進出;原生質層是選擇透過性膜,靠能量和載體控制物質出入,具有生物活性,可以完成逆濃度梯度的主動運輸,原生質層由細胞膜和液泡膜以及這兩層膜之間的細胞質構成.
(3)①蔗糖分子不能通過半透膜,而KNO3能夠通過半透膜,滲透平衡時裝置X能出現液面差,裝置Y不能出現液面差.故滲透平衡時,X漏斗內的液面高於燒杯里的液面,Y漏斗內的液面等於燒杯里的液面.
②觀察洋蔥鱗片葉表皮細胞發生質壁分離和復原現象,選潔凈的載玻片分別編號,在載玻片中央分別滴加蒸餾水,製作臨時裝片後觀察洋蔥表皮細胞的初始狀態.用低倍顯微鏡觀察到整個細胞呈現紫色,原因是紫色物質存在於占據了細胞大部分空間的液泡中.
③蔗糖分子不能透過原生質層,蔗糖溶液中的細胞質壁分離後不會自動復原,KNO3能被細胞吸收,導致細胞液和外界溶液的濃度差被消除,從而發生質壁分離自動復原的現象.
(4)上述實驗中最能體現兩種膜功能差異的實驗現象是KNO3溶液中的植物細胞質壁分離後會自動復原.
故答案為:
(1)S1>S2
(2)原生質層細胞膜和液泡膜以及這兩層膜之間的細胞質
(3)①高於等於
②蒸餾水中央液泡
③發生質壁分離質壁分離後會自動復原
(4)KNO3溶液中的植物細胞質壁分離後會自動復原