8.1表面积与表面吉布斯能.pptVIP免费

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。气—液界面气—固界面液—液界面液—固界面固—固界面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（specificsurfacearea）mAas单位体积物质所具有的表面积aVVAaV单位为m2kg1或m2g1。单位为m1。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。101rr解:球形表面积A=4r2,体积343Vrp=分割后的液滴数目33131431043rnrpp==分割后液滴的表面积A1=n14r12=10×4r2101AA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当把体相分子拉向表面时（T,p,n不变）根据热力学第二定律r,,'δdBWGnpT定义表面吉布斯能B,,npTAG单位为Jm2。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，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（surfacetension）或界面张力（interfacialtension）。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''2lFlF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N·m-1。表面吉布斯能和表面张力是完全等价的，具有等价的量纲和相同的数值。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BBBBnpTnVTnpSnVSAGAFAHAU,,,,,,,,...