1、1,存在于兩相之間的厚度約為幾個分子大?。{米級）的一薄層，稱為界面層，簡稱界面。,界面層的平衡與速率,2,界面層,液體表面有自動收縮的趨勢；,界面層分子有自發(fā)與外來分子發(fā)生化學或物理結(jié)合的趨勢。,液體的內(nèi)部分子受周圍分子的吸引力是對稱的，總的受力效果是合力為零。 表面層的分子受周圍分子的引力是不對稱的，受到一個指向液體內(nèi)部的拉力F的作用。,3,As、V、m分別為物質(zhì)的總表面積、體積和質(zhì)量。,體積表面,質(zhì)量表面,把物質(zhì)分散成細小微粒的程度，稱為分散度。,分散度,4,1cm3立方體分散為小立方體,分散度,高度分散、具有巨大表面積的物質(zhì)系統(tǒng)，產(chǎn)生明顯的界面效應，必須考慮界面效應對系統(tǒng)性質(zhì)的影響。,

2、5,表面功及表面張力,為擴大液體表面所作的功稱為表面功,可逆條件, 為增加液體單位表面積時，環(huán)境對系統(tǒng)所作的功。, 的單位是Jm-2 （Jm-2Nmm-2Nm-1） 作用在表面上單位長度上的力，稱為表面張力。,6,表面張力的作用方向與效果,7,表面張力方向?qū)τ谄揭好媸茄刂好娌⑴c液面平行。,表面張力的作用方向與效果,8,表面張力的作用方向與效果,表面張力方向?qū)τ趶澢好鎰t與液面相切。,9,高度分散系統(tǒng)的熱力學基本方程,多組分組成可變的均相系統(tǒng),10,組成可變的高度分散的敞開系統(tǒng)，當考慮表面效應時,高度分散系統(tǒng)的熱力學基本方程,11,高度分散系統(tǒng)的熱力學基本方程,等于在定溫、定容、定組成(或定溫

3、、定壓、定組成) 下，增加單位表面面積時系統(tǒng)亥姆霍茨自由能(或吉布斯自由能)的增加，因此 又稱為單位表面亥姆霍茨自由能或單位表面吉布斯自由能，簡稱單位表面自由能。,12,對同一事物從不同角度提出的物理量。 二者數(shù)值相同，量綱相同。 表面張力 Nm-1 單位表面自由能 Jm-2,表面張力與單位表面自由能,13,產(chǎn)生表面現(xiàn)象的熱力學原因,荷葉上幾個小露珠相遇，結(jié)果如何？,想一想,14,定溫、定壓、定組成,產(chǎn)生表面現(xiàn)象的熱力學原因,高度分散系統(tǒng),系統(tǒng)T、p、nB不變,15,產(chǎn)生表面現(xiàn)象的熱力學原因,縮小表面積的過程是自發(fā)過程,表面張力減小的過程是自發(fā)過程,16,(金屬鍵) (離子鍵) (極性共價鍵)

4、 (非極性共價鍵),影響表面張力的因素,分子間力的影響,液體或固體中的分子間的相互作用力或化學鍵力越大，表面張力越大。,17,某些液體、固體的表面張力和液/液界面張力,同一種物質(zhì)與不同性質(zhì)的其他物質(zhì)接觸時，表面層中分子所處力場則不同，導致表面(界面)張力出現(xiàn)明顯差異。,18,影響表面張力的因素,溫度的影響,表面張力一般隨溫度升高而降低。,壓力的影響,表面張力一般隨壓力增加而下降。,19,液體表面的熱力學性質(zhì),彎曲液面的附加壓力,表面張力是水平的，互相抵消，液體表面內(nèi)外的壓力相等，等于表面上的外壓 p0。,平液面,20,凸液面,彎曲液面的附加壓力,表面張力的合力指向液體內(nèi)部，在平衡時，表面內(nèi)部的

5、液體分子所受到的壓力必大于外部的壓力。,21,彎曲液面的附加壓力,表面張力的合力指向液體外部，在平衡時，液體內(nèi)部的壓力將小于外部的壓力。,凹液面,22,彎曲液面的附加壓力,由于彎曲液面及表面張力的作用，彎曲液面的兩側(cè)存在一壓力差 p，稱為彎曲液面的附加壓力。,23,彎曲液面的附加壓力,楊-拉普拉斯方程,24,數(shù)學上定義曲率半徑 r為正值 若為液相，為氣相，即液面為凸面 p0，plpg，附加壓力指向液體 若為氣相，為液相，即液面為凹面 p0，pgpl，附加壓力指向氣體 液面為平面，r =，p0，pl pg,彎曲液面的附加壓力,25,附加壓力p 總是指向球面的球心(或曲面的曲心),對任意彎曲液面，若其形狀由兩個曲率半徑r1和r2決定,26,吹起的肥皂泡產(chǎn)生的附加壓力p = ？,答：,【思考題】,肥皂泡內(nèi)外均有液、氣界面，其附加壓力均指向氣泡中心。,27,彎曲液面的飽和蒸氣壓,定溫定壓下氣液兩相平衡過程,28,彎曲液面的飽和蒸氣壓,29,開爾文方程,凸液面,凹液面,彎曲液面的飽和蒸氣壓,凸液面,凹液面,30,31,1. 高度分散的液滴蒸氣壓與溫度的關(guān)系如圖，r為液滴的