110年:放射基礎(2)

以半滲透膜將容器分成 A 、 B 兩個隔室,將溶質放在隔室 A 中,使其擴散至隔室 B ,達到擴散平衡後,下列敘述何者正確?

A溶質在隔室 A與 B之間不會移動
B溶質在隔室 A與 B之間均等移動
C溶質在隔室 A的濃度低於隔室 B
D溶質在隔室 B的濃度低於隔室 A

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的核心概念為**擴散作用(Diffusion)動態平衡(Dynamic equilibrium)**的基礎物理與生理學原理。擴散是指物質分子因自身的熱能(布朗運動),由高濃度區域向低濃度區域移動的被動過程。當膜兩側的溶質濃度達到一致,濃度梯度消失時,系統即進入擴散平衡的狀態。

選項分析

  • (A) 溶質在隔室 A與 B之間不會移動:錯誤。即使達到擴散平衡,分子本身依然具有動能並會持續進行隨機的熱運動,因此溶質分子仍然會在隔室 A 與 B 之間來回穿梭,絕非完全靜止不動。
  • (B) 溶質在隔室 A與 B之間均等移動:正確。達到擴散平衡時,系統處於「動態平衡(Dynamic equilibrium)」。這代表在微觀下,溶質分子由 A 移向 B 的速率與由 B 移向 A 的速率完全相等,互相抵銷。因此,溶質在兩側呈現「均等移動」,使得巨觀上的淨移動量(Net movement)為零。
  • (C) 溶質在隔室 A的濃度低於隔室 B:錯誤。擴散平衡的定義即是兩隔室間的濃度梯度完全消失,因此 A 與 B 的溶質濃度會趨於相等。
  • (D) 溶質在隔室 B的濃度低於隔室 A:錯誤。如同前述,兩隔室內的溶質濃度在平衡狀態下必須相等。

答案解析

題目設定以半滲透膜(Semi-permeable membran

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