材料表界面思考题答案汇总.pdf

《材料表界面》复习思考题答案汇总 《材料表界面》复习思考题 刘玉飞 张硕 摘要：本文依据课本上的内容进行整理，只作为考试用的参考资料，不能完全取 代课本。 关键词：思考题 考试 答案 第一章：序言 1. 何谓表界面？为什么说表界面不是几何学上的平面？ P1 （1）表界面是由一个相过渡到另一个相的过渡区域，由物质的具体聚集态表界面可以分为：表面（固 —气、液—气）；界面（固—液、液—液、固—固） （2）表界面是相与相之间的过渡区域，其结构、能量、组成等都呈现出连续性变化，是一个结构复杂， 厚度约为几个分子维度的准三维区域，因此，表界面并不是几何学上的平面。 第二章：液体表面 2. 试述表面张力（表面能）产生的原因。 P6 原因为液体表面层的分子所受的力不均匀而产生的。液体表面层即气液界面中的分子受到指向液体内 部的液体分子的吸引力，也受到指向气相的气体分子的吸引力，由于气相吸引力太小，这样，气液界面的分 子净受到指向液体内部并垂直于表面的引力作用，即为表面张力。这里的分子间作用力为范德华力。 3. 将 密度为998.2kg/m3 的水缓慢地等温喷雾成平均半径为 -6 的水滴，试求此喷雾操作 1kg 10 m 所需最小功。设水的表面张力为 −3 。 72.8 10 / × N m 1kg V 998.2kg/m3 14 液滴数 总 × 个 n 2.39 10 V 4 −6 3 液滴 π(10 m) 3 14 −3 −1 −6 2 P7 nσA N m π J × × × × • × × × W=n w1 2.39 10 72.8 10 4 (10 ) 218.79 4. 试求25°C ，质量 的水形成一个球形水滴时的表面自由能 E1。若将该水滴分散成直 m g 1 径 2nm 的微小水滴，其总表面能 E2 又是多少？（已知25°C 时水的表面自由能Gs 为 72 ×10−3 J ⋅m −2 ） 注：1、由于水平有限，不可避免会有些低级错误。 2、非常感谢张硕同学在本文输入过程中给予了大量的帮助。 共 12 页 当前第 1 页 《材料表界面》复习思考题答案汇总 −3 1×10 kg −6 3 2 3V 2/3 −4 2 (1) V 10 m ;A 4 r 4× ×( ) 4.84=×10 m π π 1000kg /m3 4π G G iA 72×10−3 ×4.84×10−3 3.48=×10−5 J s 4 3 4 −9 3