《人民卫生版-物理化学 第八章 1节课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人民卫生版-物理化学 第八章 1节课件（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章 表面现象,表面现象,物理化学意义上的相界面是一个有几个分子直径厚度的薄层，是两相之间的过渡区。,根据形成界面的物质的聚集状态可将界面分为,第一节表面积与表面吉布斯能,一、表面积,通常用单位质量物质所具有的表面积as表示物质的分散程度,比表面（specific surface area）,单位体积物质所具有的表面积 aV,单位为m2kg1或m2g1。,单位为m1。,一、表面积,例7-1：分割半径为r的液滴，使成为半径 的小液滴，若液滴为球形，试计算分割后的液滴总表面积A1和原液滴表面积A之比。,解: 球形表面积A = 4 r 2 , 体积,分割后的液滴数目,分割后液滴的表面积 A1 =
2、n1 4 r12 = 104 r2,分割前后液滴表面积之比,二、表面吉布斯能和表面张力,1.表面吉布斯能 以l-g 表面为例，液体表面分子与内部分子受力情况不同,内部：分子作用力合力0，移动时能量没有变化,表面：分子作用力合力指向液体内部，,环境作功 转化为表面能 表面积增加,根据热力学第二定律,定义表面吉布斯能,单位为Jm2。,表面功的大小和dA成正比： W = dA 式中 为比例系数,二、表面吉布斯能和表面张力,用肥皂液在一个系有线圈的金属环上形成一个液膜，由于线圈周围都是相同的液体，受力均衡，线圈可以在液膜上自由移动位置。,2. 表面张力,二、表面吉布斯能和表面张力,若将线圈内液膜刺破，
3、线圈两边受力不再平衡，立即绷紧成圆形。,这些现象表明，在液体表面存在一种使液面收缩的力，称表面张力（surface tension）或界面张力（interfacial tension）。 表面张力的方向和表面相切，是垂直作用在表面上单位长度线段上的表面收缩力。,二、表面吉布斯能和表面张力,在温度、压力恒定的条件下，在AB边施加向右的力F，使AB在可逆的情况下向右移动dx。F和液膜表面边缘的长度l成正比，因为液膜有正反两个表面，设AB = l，则 F =l = 2l ,式中 为比例常数，是作用于液面上单位长度线段上的力，即表面张力，单位是Nm-1。 表面吉布斯能和表面张力是完全等价的，具有等价的
4、量纲和相同的数值。,二、表面吉布斯能和表面张力,三、表面的热力学关系式,在考虑到系统做非体积功表面功时，多组分系统的热力学函数基本关系式可以表示为：,在指定变量和组成不变的条件下，表面吉布斯能,根据Maxwell关系式：,对于组成不变的恒容系统,对于组成不变的恒压系统,三、表面的热力学关系式,四、影响表面吉布斯能的因素,1. 组成表面的物质 物质内部的分子间引力引起表面吉布斯能，分子间作用力越大，表面吉布斯能越大。 表面吉布斯能的大小还和形成相界面的另一相有关。,2. 温度 升高温度 分子的动能增加 分子间的相互作用力减弱 同时升高温度 使两相之间的密度差减小。 以此多数液体物质，温度升高，物质的表面张力下降。 热力学解释：,表面积增大 表面熵增大根据公式， 即温度升高，表面吉布斯能下降。,四、影响表面吉布斯能的因素,一些经验公式描述了表面张力和温度之间的关系，其中一个关于纯液体的经验公式为 = 0 ( 1 T/TC )n 式中为TC为临界温度， 为液体在温度T时的表面张力，0 和 n 为常数，对于多数有机液体n等于11/ 9。 3. 浓度 浓度对表面吉布斯能的影响，与溶液的性质有关。,四、影响表面吉布斯能的因素,再见！,
