第七章表面现象.doc

第八章 界面现象 （一）主要公式及其适用条件 1、表面张力的定义 式中：为在温度、压力及相组成恒定的条件下，系统的吉布斯函数随表面积A的变化率，称为比表面吉布斯函数；为在恒温、恒压及相组成恒定的可逆条件下，系统每增加单位表面积所得到的最大非体积功，称为比表面功。二者的单位皆为J·m(2 = N·m(1。 2、润湿角与杨氏方程 式中：(s(g、(s(l及(g(l分别在一定温度下，固-气、固-液及气-液之间的表面（或界面）张力；(为气、液、固三相交界处，在同一个垂直剖面上，气-液界面与固-液界面之间含有液体的夹角，称为润湿角或接触角。此式适用的条件为铺展系数((0。 3、铺展系数的定义 ( = (s(g((s(l((g(l 4、拉普拉斯方程 (p = 2( / r 此式适用于在一定温度下，曲率半径为r的圆球形液滴或在液体中半径为r的小气泡附加压力(p的计算。 对于悬浮在气体中半径为r的小气泡，因为它有内外两个表面，所以泡内气体所承受的附加压力。 (p = 4( / r 式中(为液膜的表面张力。 5、开尔文公式 式中：、、p和pr分别为在温度T时液体的表面张力、密度、饱和蒸气压和半径为r圆球形小液滴的饱和蒸气压；M为液体的摩尔质量。适用条件为圆球形液滴和不考虑分散度对的影响。 6、兰格缪尔吸附等温式 或 在一定温度下指定吸附系统，式中(为覆盖度，b为吸附系数，p为吸附平衡压力，(及((分别为平衡吸附量和饱和吸附量。此式适用于气体在固体表面上的单分子层吸附。 若将上式中的p换成c，也可适用于溶液中溶质在固体表面上的吸附。 7、吉布斯吸附公式 ( = ((c/RT) 式中：为在温度T、浓度c时(随c的变化率，(为溶质的表面吸附量。此式适用于稀溶液中的溶质在溶液表面层中吸附量的计算。 （二）概念题 7·2·1 填空题 1、液体表面层中的分子恒受到指向（ ）力，表面张力是在（ ）的方向上，这两种力的方向是相互（ ）的。 2、在一定温度下，液体分子间的作用力越大，其表面张力（ ）。 3、在一定T、p下，一个小液滴滴在光滑的固体表面上，可以迅速地平铺在固体表面上，此过程可以视为气-液界面和固-液界面取代固-气界面的过程。若已知固体和液体的表面张力分别为(s(g和(l(g，固-液界面张力为(s(l，铺展的面积为A，则此铺展过程的表面吉布斯函数变 (G（表面）= （ ） 5、不论是分散在大气中的小液滴和小气泡，或者是分散在液体中的小气泡，以及在毛细管中的凹液面和凸液面，它们所承受附加压力(p的方向，皆是指向（ ）。 6、物理吸附的作用力是（ ）力；化学吸附的作用力是（ ）力。 7、物理吸附与化学吸附最本质的区别是（ ）。 8、在一定T、p下，将一边长为1m的正立方体固态物质，由悬于表面积为2(103m2的液面之上状态a，变到有一半斜浸在液体中的状态b，再变到只有上表面暴露在气相中的状态c。a、b、c所对应的状态分别如附图所示。固体和液体的表面张力分别为(s(g和(l(g，固-液的界面张力为(s(l。在恒温、恒压下： ab过程的(G1（表面）=（ ）；bc过程的(G2（表面）=（ ）； ac过程的(G3（表面）=（ ）。 9、液态系统产生过冷、过热及饱和现象的主要原因是（ ）。 10、消除亚稳状态最有效的方法是（ ），这样就可以绕过产生（ ）的困难阶段。 7·2·2 单项选择填空题 1、在一定T、p下，当润湿角(（ ）时，液体对固体表面不能润湿；当液体对固体表面的润湿角(（ ），液体对固体表面能完全润湿。 选择填入：(a) 90(; (b) 90(; (c) 趋近于0(；(d) 趋近于180( 2、表面张力又可称为（ ）。选择填入： (a) 表面吉布斯函数； (b) 比表面吉布斯函数；(c) 在与液面相切的方向上；(d) 指向四面八方 4、在一定温度和大气压力下，水平液面的附加压力(p（ ）；凸液面的附加压力(p（ ）；凹液面的附加压力(p（ ）。 选择填入：(a) 0; (b) =0; (c) 0; (d) 不能确定 5、在一定温度和大气压力下，微小水滴的蒸气压力（