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1、第思章 表面现象及胶体溶液一、 表面开和表面，实际为界面，一般认为是 gs-L 界面和 g-s界面，界面层的厚度为几个分子层厚。体相分子，四周所受的作用力相同，受力均匀。表面界面 ) 分子，两面所受的作用力不同，因此处在界面层的物质的物理、 化学性质与任一大TiTTTTTTYITTHAR 有区分过，是把表面相和体相看作是等同的。通常体系, 其表面层的分子数目与体相比较微不足道，可忽略其表面性质的影响，但在某些情况下,表面分子所占的相对量较大时其影响不可忽视。 表面分子数量大，可导致比表面积很大，表处在高分散状态。例如: 细粉末, 多马物质，胶佬衡量物质的分散程度时，表面积是一个重要性质的量无关
2、的是比表面积，亦称比表面。比表面: 单位体积或单位质量的物质的表面积固体物质，表面积与颗粒大小有关，设为圆颗Jinchutou. com到上 2 p二xd工业、日用领域中很多应用涉及表面性质，主如下: 1 表面自由能表面张力:例 1, 把图中的液磺中间刺破，则丝线的环立刻变圆了，表示四周的液膜把丝线拉圆了，或者说有一种使表面积收缩的力。 | 例 2, 如图，在克服 f 的作用下，移动 dx令殉 1WE| 功,f是克服了表面张力做功。上述受力显然和长度 示 有关，膜有 dx一定厚度与分子大小比较不可忽略 )，表面的长度为 2 。令Y= 志 .为单位长度上的作用力 CVMD)，58W =-fdx=
3、-Yy2Ldx=-ydA式中Y 叫表面张力，dA = 2L dx , 是两面所增加的总面积。表面张力 y : 垂直于边界线，向着表面中心，并与表面相切。若把外力上去掉，则会在Y 的作用下使滑动的铁丝向内运动，过面积并小, 体系做功。Jinchu 上用泸亿9)1作有表曾功可逆)，dG=-6W = ydA， (3 Jrai YG/m)Y为表面积改变了单位面积时自由能的改变值,所以也叫比表面自由能或称单位面积的自由能。单位: 牛顿/米 = 焦耳/米? 焦耳 = 牛顿.米 对于考虑了表面变化的体系，其热力学函数为:dU =Tds -PdV + 十 己 uidniel 十 udniqdF=-SdT-Pd
4、V+ 灿diET z udn注意: y dA 项是正号，dA 为正时表面积增大，体系的能量增大，要想使表面积增大，必须由环境对体系做功。 例: 25SC，Pe，!1 克水变成雾的G=? 12 CE 小水珠，直径 d=10?m,aol Ps， 元 各 人 De-6小水珠的数目， n= 六 呈 下7本业 ”J下上水本Seeid | 人NS把水变成水珠，水珠越小，其总表面积越大，表面自由能增值越大。和与表面张力 x 有关的因素: 表面张力是物质的一种性质，由物质内分子之间的引力所决定，故yx 与 T，P，组成有关，且与共存的另一相有关，一般所说的表面张力都是与空气的界面张力等 T，P 下)，一般说水
5、的yY, 指 水/饱和了水的空气 的J其它界面张力要指出二相的物质，Hs的Y : Hg/空气的界面。Tf+ ，Y ，因为 T+ ，分子运动加快，分子平均距离加大，引力减小。 加 弯曲液面下的附加压力(一) 弯曲液面下的附加压力AP |现象: 液滴呈球状，捍海呈球状，毛细管中的液体由于表面张力的作用，使之在弯曲表面有一附加压力。 名平面: 外压力 己，表面张力朝向水平方向，各方向的作用力之和为零， 这时表TI 凹面: 表面张力的方向不是水平的，必。” 有一个向下的合力，使曲面下的液体经受一个额外压力AP，曲率越大，这个AP越大曲面下承受的总压力P= Po+ APAP与曲率半径有关 ，当然与表面张力有关。Do3，Young-Laplace 公式: 任意曲面不是圆的)，一般用两个曲率半径描述如下:设 AB 的曲率半径 R,，CD 的曲率半径为R,，PR 砷|若R, = R, = R ,则曲面是球面上的一部分,，则AP= 志 ， 当R=0，AP0 。站于人 com表面张力的合力，所以液面下的液体所受的压力为 P= Po+AP 当液面向上弯曲时, 曲率半径R0,， AP0
