第七章表面张力.PDF

第七章 表面张力 • 瞬间(微秒级)存在的液体“王冠” 1 引 言 • 多相系统的各相之间存在着界面，它有五种类型：气液、液液、液 固、气固、固固。 • 在相界面上所发生的物理化学现象——界面现象，习惯上都称为表 面现象。 • 表面现象是自然界中普遍存在的基本现象, 如润湿现象,毛细现象, 过饱和(及过冷, 过热等)现象, 吸附现象等. • 产生表面现象的主要原因是处于表面层中物质的分子与系统内部的 分子存在力场上的差异, 导致表面分子的摩尔吉布斯函数的大小不 同于内部分子. • 表面分子所占比例随物质分散度的增大而增大. 分散度的大小用比 表面A , 即每单位体积的物质所具有的表面积来衡量. s 2 3 = 6l /l = 6/l (边长为l的立方体) A =A / V s 2 3 = 4πr / (4/3)πr = 3/r (半径为r的球体) 2 3 • 1cm 3立方体分散为小立方体时比表面的变化 • 1cm 立方体分散为小立方体时比表面的变化 立方体边长 总表面积 比表面 l/m 粒子数 A / m 2 A S/m －1 10 －2 1 6×10 －4 6×102 10 －3 103 6×10 －3 6×103 10 －4 106 6×10 －2 6×104 10 －5 109 6×10 －1 6×105 10 －6 1012 6×100 6×106 10 －7 1015 6×101 6×107 10 －8 1018 6×102 6×108 10 －9 1021 6×103 6×109 • 高度分散的物质具有巨大的表面积, 往往产生明显的界面效应. • 任意两相的接触面(约为几个分子层厚度)称为界面, 其中物体与 真空、本身的蒸气或含饱和蒸气的空气的接触面称为表面. 3 §7-1 表 面 张 力 §7-1 表 面 张 力 1. 表面张力、表面功及表面吉布斯函数 如左图所示, 液体表面层分子所受合 力不为零, 而是受到一个指向液体内部的 g 拉力, 导致液体表面有自动收缩的趋势. l • 界面层分子与体相 分子所处力场不同