Question

这样情况下水会怎样？

这是一个U型容器，假设它为无限高，红线体表半透膜（油水分离的那种），膜固定好在容器内。黄线代表半透膜连接的重物。
1、假如往容器里加入柴油，当柴油浸过半透膜后，三角形（指半透膜、油浸过后三角形是一个密封空间）内的空气与没有柴油时一样多。若继续往容器里加入柴油的话，三角形内的空气是否会被挤压出去？
2、假如往容器里加入柴油，当柴油浸过半透膜后，三角形内的空气与没有柴油时一样多。然后在三角形内加满水，再往容器内继续加入柴油，那三角形内的水又会怎样？

Answer 1

1、因为柴油是不能穿过半透膜的，所以不管在容器中加入多少柴油，对三角形内的空气都不能产生作用，柴油只在三角形外部起“封闭”作用。即三角形内的空气不会被挤压出去。
2、若当柴油浸过半透膜后，再在三角形内加满水，则当水的压强大于柴油压强时（若柴油相对较少），水会向下渗透出来；当水的压强小于或等于柴油压强时（若柴油相对较多），水就不会向下渗透出来。
可见，若开始时，柴油压强小于水的压强，则水向下渗透出来，因水的密度大于柴油密度，出来的水会沉到容器底部，不会因再接着加柴油而回到三角形里面。
若开始时，柴油压强大于等于水的压强，则水不能向下渗透出来。

追问

那么如果我在油把三角形密封后再把重物拿走，拿走重物后三角形依然密封，那么拿走重物后水或空气会不会被挤出？

追答

重物的存在，是使半透膜的位置低些而已，不至于加柴油时“浮起来”，对分析的结果没有影响。

Answer 2

这半透膜是指能透过空气、水，透不过油的吧
我认为是这样：
1、继续加柴油时，在柴油压强的作用下， 空气被挤出来，浮出水面；柴油加得越高，“三角形”体积越小，其中的空气也就越少。
2、水的密度比柴油大，油水混合时会分层，下水上油。在给三角形内注入水的过程中，水便会流出三角形，沉在容器底部；同时水将三角形内原本的空气挤出，而油又无法进入三角形，故此时三角形内为真空。若重物不够重的话，“三角形”便会在大气压+油压的作用下贴在容器壁。再往容器内继续加入柴油的过程中，膜处的油压增强，“三角形”与容器壁贴得更紧而已。
很好的思想实验。

追问

朋友你还没看清题目。没错，半透膜就是这样。
半透膜之所以用三角形表示是因为垂挂重物，当油淹没三角形后，三角形的体积没有发生变化。
第二问也一样，我是在油淹没三角形后才往三角形内加入水的（假设我能做到），而且因为油要比水高，而且半透膜有挂着生物，所以一开始水不能够自然往下沉

追答

朋友我了解你的意思；你的三角形是由于重物在下面拖拽而形成的三角形，并无刚体框架的支撑对吧
第一问中我的回答的意思是说当油恰好淹没三角形时，其体积未变化；但继续加油以后，油加得越高，三角形外侧压强越大，从而三角形形变越明显（即体积减小）。
第二问中由于水可以自由地透过半透膜，所以加入水的过程中水便会流到容器底部了

追问

第一问你是否能确定你的答案是对的？
但第二问你说“所以加入水的过程中水便会流到容器底部了”在加入水的过程中水不可能在加入过程中就流到底部的，因为油淹没三角形后我会再往上加一些以保证在加入水的过程中水不会自然流到底部

追答

我可以确定。针对第一问再补充一下吧：继续加油后，对半透膜的表面元进行受力分析时要考虑膜外油压，膜内气压（这个压强是不变的）以及膜的表面张力。油越高，油压越大，膜形变越大，表面张力越大，从而三力能够平衡。
第二问：水可以自由透过半透膜，这意味着半透膜对于水来说是“透明”的，膜兜不住水，油也兜不住水。所以无论加了多少油，水也是会自然流到底部的。这点可以在家进行实验：先在容器里装油，然后再油的表面或者油的内部（注入）加水，水便会沉底了。

追问

我试过了，我在容器里装满油，再把一个杯子的底部割走，换上半透膜，把杯子放到柴油里是，但杯子不会被油淹没，再往杯子里加入水，水是不可能自然流过半透膜的，只有当水的高度接近油的高度时，水才能透过半透膜往下沉，最终还是留有大部分的水留在杯子里

追答

我认为这现象是由于半透膜的选择透过性不理想，对水有粘滞作用导致的，再加上水与柴油的密度相差不大。
这样的话第二问的现象应该是：继续加入柴油的过程中，随着油压增强，三角形形变，水逐渐被“挤出”三角形，沉底。三角形内水越来越少。
朋友你手头有这种半透膜材料的话也可以设计个实验的

追问

以前有这样的材料，但现在没有，你看下这题，如果像你所说的那样，那这题的水不是可以永远的自行流转吗？http://zhidao.baidu.com/question/368784694.html?quesup2&oldq=1

追答

在那个题里，假如U形容器左侧足够高，不断地往左侧加水的过程中，右侧的水面会突破油的“封锁”，再进一步突破半透膜的封锁，趋于与左端液面接近相平。最后的效果是油被“挤”到左端，飘在上面。 反正是做不成永动机的啦

Answer 3

先介绍下半透膜的作用和结构原理，然后把小三角形出介绍的再详细些。

追问

半透膜就是能透过水和空气，但是油不能通过。半透膜是与容器壁粘合的，之所以是三角形是因为半透膜下面垂挂着重物。第一问，当我加入柴油，柴油淹没半透膜以后，三角形的体积是不变的，如果再继续加入柴油，三角形内的空气是否会被挤出？
第二问，当我加入柴油，柴油淹没半透膜以后，三角形的体积是不变的，这时候我再往三角形内加满水，加满水后三角形还是那么大，若再住容器里加入柴油，水是否会被挤压到容器底部？

追答

个人观点，仅供讨论。
1.第一问，会。理由如下：
当你加入柴油时，总会混入少量空气进入容器。随着你加入柴油的增多，柴油产生的液体压强就愈大，混入的空气就会通过半透膜进入三角区域，从而把三角形处原有的空气挤（置换）出去。这样就会使柴油更加纯净，既符合质量要求，也防止或减小了爆炸与火灾发生可能性。但也有缺陷，就是半透膜处 承受着才有长生的巨大压强和压力（才有加入的较深时），容易受损。
2.第二问，会。理由如下：
如果加入的柴油刚好漫过三角形区域，那么当你给三角里加满水时，由于相同深度的水产生的压强大于相同深度的柴油产生的压强(水的密度大于柴油的密度），这样一来水就会进入下面盛有柴油的容器里去。
当然要回避这种不利现象发生的办法，我有一个不是很成熟的想法：就是在开始加入柴油时适当多加入些，比如加到图中黄线高度处。这样就有可能使柴油产生的压强大于水产生的压强，从而阻止了水混入柴油里边去。
3.总结：我认为这个设备原理图应当是为储油之类的单位设计的。要注意一切应以安全为第一；事先一定要做实验。

追问

朋友你还没理解我的问题？而且第二问我表达的不太清楚，油淹没半透膜后我会再加满一些就像你说的加到黄线处，这时候再往三角形里面加满水，然后再往容器里加入柴油，三角形里的水会不会被挤压出去，下沉到容器底部？还有三角形受压是会形变的，而且三角形下面还吊着重物

Answer 4

不动脑经，在三角形内加满水，再往容器内继续加入柴油，那三角形内的水又会下水的情况下

Answer 5

自己做试验

Answer 6

你这是初中的还是高中的？

追问

不知道，这是我自己想问的问题

追答

我才上初中呀