[理学]化学原理第3章课件.ppt

（第10次课）§3表面现象 界面：指任意两相的接触面，大约有几个分子的厚 度。 界面种类：g-l； g-s ； l-l ； l-s ； s-s ； 表面：两相中有一相为气相的界面称之为表面。 表面种类： g-l； g-s ； §3表面现象 表面现象：是指发生在表面上的一切物 理现象（如润湿、吸附）和 化学现象（如在固体催化剂 表面上发生催化反应）。 注：习惯上也常将界面称为表面，把界 面现象称为表面现象。 §3表面现象 油田生产中广泛涉及的表面现象： 钻井液中存在着多种界面； 油层一般是由多孔的砂岩、油、水、天然气等形成的系统。在这个系统中，存在着岩石—气、岩石—油、岩石—水、油—气、油—水、水—气等界面； 原油集输过程同样存在着各种界面。破乳、缓蚀、降凝、降粘和防垢等都是通过各种处理剂在界面上起作用的，从而达到工艺上的各种目的； §3表面现象§3-1表面能和表面张力 一、分散度和比表面： 分散度：指物质被分散的程度。常用 比表面的大小来衡量分散 度。 比表面：即体积表面，指单位体积的 物质具有的表面积称为比表 面，用A。表示，单位m-1。 §3表面现象§3-1表面能和表面张力 公式： A0—比表面，m-1； A—总表面积，m2； V—总体积，m3。 §3表面现象§3-1表面能和表面张力 〈例1〉边长为L的立方体，其比表面为： 〈例2〉半径为R的球体，其比表面为： §3表面现象§3-1表面能和表面张力 〈练习〉 ①求边长为1cm的立方体的总表面积为多少？比表面为多少？ ②若将其粉碎边长为0﹒1cm的立方体后，总表面积为多少？比表面为多少？ ③若将其粉碎为10-6cm的立方体后，总表面积为多少？比表面为多少？ §3表面现象§3-1表面能和表面张力 答案： （①总表面积为6cm2，比表面为6cm-1； ②n=1/0﹒13=1000， A=1000×6×0﹒12=60 cm2， A0=60/1=60cm-1； ③n=1/10-18=1018， A=1018×6×10-12=6×106 cm2， A0=6×106 cm-1；） §3表面现象§3-1表面能和表面张力 二、表面能和表面张力： 1、表面能： ⑴液体表面分子与液体内部分子的受 力分析： 图示如下： §3表面现象§3-1表面能和表面张力 §3表面现象§3-1表面能和表面张力 受力区别：液体内部的分子，受到周围分子的引力是对称且相等的，其合力为零。而表面分子不同于内部分子，因它受液体内部分子的引力比从气体分子的方向受到的引力强。因此表面分子受到一个垂直向内的净吸引力。 §3表面现象§3-1表面能和表面张力 ⑵液面自动收缩原因：在净吸引力的作 用下，液体表面分子倾向于到内部 来，因此液体表面趋于自动收缩。 ⑶表面能定义：表面分子比内部分子多 具有的能量叫做表面能。以U0（或 US）表示，单位为J。 §3表面现象§3-1表面能和表面张力 ⑷表面能公式： 或表面能增量公式： A：物质的表面积，单位为m2； σ：称为比表面能，其物理意义是“单 位表面积的物质所具有的表面能”或 “物质增加单位表面积