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材料表界面范围.pdfVIP

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为天地立心,为生民立命,为往圣继绝学,为万世开太平。——张载

第一章绪论

名词解释:表、界面;物理表面

表界面是指由一个相到另一个相的过渡区域。

物理表面:三维规整点阵到体外空间之间的过渡区域;厚度随材料种类而异,从一个到多

个原子层不等。

基本知识点:

1、表、界面现象的研究对象通常为具有多相性的不均匀体系,即体系中一般存在两个或两

个以上不同性能的相。

2、表界面指相与相之间的过渡区域,因此表界面区的结构、能量、组成等都呈现连续的梯

度变化。

3、按照扩散的微观机制可将表面扩散分为两类;自扩散和互扩散。

4、固体中的扩散是通过原子的随机运动进行的,因此扩散的前提是有可供原子运动的空

间。

5、扩散过程的微观机制是缺陷的运动。

6、晶界迁移是重要的界面扩散传质现象,可由不同的驱动力引起;晶界迁移的特点与处于

一定能量状态的晶界原子结构特点密切相关,其过程的本质是晶界能量的下降。

公式:

第二章液体界面

名词解释:表面张力:液体表面任意二相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线相互

作用的拉力表面

自由能:广义,保持相应的特征变量不变,每增加单位表面积时,相应热力学函数的增

值。狭义,保持温度、压力和组成不变,每增加单位表面积时,Gibbs自由能的增加值称为

表面Gibbs自由能,或简称表面自由能或表面能。

特劳贝(Traube)规则;在同系物溶液中,欲使表面张力降低得一般多,所需溶液浓度因分

子中每增加一个亚甲基-ch2-而减少为原来的三分之一。

基本知识点:

1、表面张力本质上是由分子间相互作用力,即范德瓦尔斯力产生的;

2、表面张力产生的根本原因是分子间相互作用力不平衡引起的;

3、处在液体表面层的分子与其内部分子所受力场相同(错);

4、气液界面的分子净受到指向液体内部的引力,该引力主要是范德华力;(对)5、由于

系统的能量越低越稳定,所以液体表面有自动收缩的能力;(对)

6、表面弯曲的液体在表面张力的作用下,表面上承受着附加压力,且方向总是指向液体内

部;(错)

7、跨过平液面不存在压差;(对)

8、毛细管法测液体表面张力时,要求毛细管被所测液体完全浸润。(错)

9、Kelvin公式表明:液滴的半径越小,其蒸汽压越大;气泡的半径越小,其蒸汽压越小。

10、利用毛细管法测液体表面张力时,当毛细血管浸在液体中,若液体能浸润管壁,则会

发生毛细上升现象,液面呈凹月形:若液体不能浸润管壁,则液面下降呈凸液面。

11、跨过一个平表面不存在压力差,而跨过曲面必然存在压力差。(对)

12、弯曲表面,与表面张力成正比,而与曲率半径成反比;(错)

13、人工降雨利用凸液面饱和蒸气压大于平液面蒸气压的原理,向云层提供凝结中心达到

降雨目的;(对)

简答题:

1、应用Kelvin公式解释以下现象:①人工降雨;②过热液体;③过饱和溶液。

为天地立心,为生民立命,为往圣继绝学,为万世开太平。——张载

根据公式:

(1)当空气中的水蒸气凝结时,首先形成非常小的液核,在液核存在的基础上继而长大形

成大的液滴,从而发生水蒸气的凝结。初始形成的液核半径非常小,对应的饱和蒸气压远

远大于平液面水的饱和蒸气压,液核很难形成,空气中水蒸气过饱和。空气中存在凝结中

心时,如灰尘,会使水滴初始凝结曲率半径变大,当相应的饱和蒸气压小

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