物理化學(xué)界面現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)界面現(xiàn)象1.表面張力、表面功及表面吉布斯函數(shù),1表面張力γ:引起液體或固體表面收縮的單位長度上的力，單位為N?m。,2'表面功:，使系統(tǒng)增加單位表面所需的可逆功，單位為J?m。δWA/drs表面吉布斯函數(shù):(/),,GA，恒溫恒壓下系統(tǒng)增加單位表面時(shí)所增加的吉布斯sTpn,,(),B,2函數(shù)，單位為J?m。表面吉布斯函數(shù)的廣義定義:,,,,UHAG,()()()(),,,,SVnSpnTVnTpn,,,,,,,,B()B()B()B(),,,,,,,,AAAAssss',,,,WdAdGdArsTps,表面張力是從力的角度描述系統(tǒng)表面的某強(qiáng)度性質(zhì)，而表面功及表面吉布斯函數(shù)則是從能量角度和熱力學(xué)角度描述系統(tǒng)表面的某一性質(zhì)。三者雖為不同的物理量，但它們的數(shù),1值及量綱等同的，均可化為N?m。在一定溫度、壓力下，若系統(tǒng)有多個(gè)界面，其總界面吉布斯函數(shù):siiGA,,,si2.彎曲液面的附加壓力、拉普拉斯方程附加壓力:Δp=p,p內(nèi)外2,拉普拉斯方程:,,pr規(guī)定彎曲液面凹面一側(cè)壓力位p，凸面一側(cè)壓力位p;γ為表面張力;r為彎曲液面內(nèi)外的曲率半徑，?p一律取正值;附加壓力方向總指向凹面曲率半徑中心。3.毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)管內(nèi)液體上升或下降的高度2cos,,,hrg,式中:γ為表面張力;ρ為液體密度;g為重力加速度;θ為接觸角;r為毛細(xì)管半徑。當(dāng)液cos,,0體不能潤濕管壁，θ>90?即時(shí)，h為負(fù)值，表示管內(nèi)凸液體下降的深度。4.微小液滴的飽和蒸汽壓——開爾文公式productionandnon-productionareasandnon-productionareasandwatersourcesareonachickenfarminthewind,netroadanddirtroadseparatinguncrossed,dungfarmislocatedinthefieldisdownwind,broodcareandadultcarehomesapart,broodcareinchickenfarmsoftheupperhandtothe6.Understandthepoultryepidemicsituationontheground,tryingtoavoidtheendemicoroutbreakshaveoccurredinarea7.Avoidcontaminatedareasofthecity,takeappropriateenvironmentalmeasurestominimizepollutiontotheenvironment,buildingtheseconddesign1.chickencoopconstructionGeneralrequirements(1)tomeettheneedsofthebroiler(2)leftroomfortechnologicaltransformation,easeofreproduction.Construction,andenergysavingsfunds(3)meetGArequirementsinchickenfarm2,chickencoopchickencoopbuildingtypeoftheconstructionofclosed-endandopen-end,closedhenhousefour-weekwindow,usingartificiallight,mechanicalventilationforenergyCoop,microclimateenvironmentiseasytocontrolandeasytomanage.Windowsthatopenshedsshedsareusedoutsideofnaturalresourceandenergysavingthehenhouse.Generalnopowerventilation,sufficientartificiallightingisused.Disadvantagesaresubjecttoexternalinfluence.Designofbuildingstructureisbuiltonchickenthebestenvironmentofrationalindexandbuildingcostindexbasedonboth,mainlyrelatedtothehenhouseventilation,warmth,cooling,watersupplyanddrainage,lightingandotherfactors.3,ventilationairisdesignedtoexcludeasmuchaspossibleresidentialairpollution:theintroductionoffresh物理化學(xué)解題指導(dǎo)pV2,2M,rm,,RTlnprr,r為彎曲液面的曲率半徑，無論凸凹液面，均取正值;p為氣泡的飽和蒸汽壓;p為平r液面的飽和蒸汽壓;ρ為液體密度，M為液體的摩爾質(zhì)量，γ為液體的表面張力。在一定溫度下，液滴越小，飽和蒸氣壓越大;凹液面的曲率半徑越小，飽和蒸氣壓越小。5.弗羅因德利希等溫吸附經(jīng)驗(yàn)式an;k和n是兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，是溫度的函數(shù)。Vkp,6.朗繆爾吸附等溫式bp,,;1，bpθ為覆蓋率;b為吸附作用的平衡常數(shù)，又稱吸附系數(shù);p為吸附平衡時(shí)的氣液平衡壓力。實(shí)際計(jì)算時(shí)，朗格繆爾吸附等溫式還可以寫成aVpb,aVp1b，maaV式中表示吸附達(dá)飽和時(shí)的吸附量;則表示覆蓋率為θ時(shí)的平衡吸附量。Vm朗格繆爾吸附等溫式只適用于單分子層吸附。7.吸附焓ΔH的計(jì)算adsRTTp122,,,HlnadsTTp,211公式中，p與p分別為溫度T與T下，達(dá)到相同的平衡吸附量時(shí)對(duì)應(yīng)的平衡壓力。12128.楊氏方程s-gl-sl-g,,,,,，coss-gl-sl-g公式中,，,，,分別表示在一定溫度下的固-氣。固-液，氣-液之間的表(界),面張力;為接觸角。9.沾濕功、浸濕功和鋪展功'l-sl-gs-gl-gW,,,,,,，,G,,,,,(cos1)0沾濕=或θ,180?為自發(fā)過程aa'l-ss-gl-gW,,,,,,G,,,,cos0浸濕=或θ,90?為自發(fā)過程iiboth,.Designofbuildingstructureisbuiltonchickenthebestenvironmentofrationalindexandbuildingcostindexbasedonouse.Generalnopowerventilation,sufficientartificiallightingisused.Disadvantagesaresubjecttoexternalinfluenceeasytomanage.Windowsthatopenshedsshedsareusedoutsideofnaturalresourceandenergysavingthehenhweekwindow,usingartificiallight,mechanicalventilationforenergyCoop,microclimateenvironmentiseasytocontroland-closedhenhousefourend,-endandopen-3)meetGArequirementsinchickenfarm2,chickencoopchickencoopbuildingtypeoftheconstructionofclosedofthebroiler(2)leftroomfortechnologicaltransformation,easeofreproduction.Construction,andenergysavingsfunds(needsepollutiontotheenvironment,buildingtheseconddesign1.chickencoopconstructionGeneralrequirements(1)tomeettheroutbreakshaveoccurredinarea7.Avoidcontaminatedareasofthecity,takeappropriateenvironmentalmeasurestominimizmiconchickenfarmsoftheupperhandtothe6.Understandthepoultryepidemicsituationontheground,tryingtoavoidtheenderoadseparatinguncrossed,dungfarmislocatedinthefieldisdownwind,broodcareandadultcarehomesapart,broodcareiproductionareasandwatersourcesareonachickenfarminthewind,netroadanddirt-productionareasandnon-productionandnontilationairisdesignedtoexcludeasmuchaspossibleresidentialairpollution:theintroductionoffreshmainlyrelatedtothehenhouseventilation,warmth,cooling,watersupplyanddrainage,lightingandotherfactors.3,ven280第九章界面現(xiàn)象l-sl-gs-gl-g鋪展θ=0?或不存在過程可自動(dòng)進(jìn)行,,,,，,,,,SG,,,,,(cos1)sS,0S為鋪展系數(shù)，若則不能鋪展。習(xí)慣上θ,90?稱為潤濕，θ,90?稱為不潤濕，θ=0?或不存在時(shí)稱為完全潤濕，θ=180?時(shí)稱為完全不潤濕。10.吉布斯吸附等溫式cd,,,,ΓRTdc公式中為濃度c時(shí)γ隨c的變化率，此公式適用于稀溶液中溶質(zhì)在溶液表面層dd,c,,0中吸附量Г(也稱表面過剩)的計(jì)算。在一定溫度下，當(dāng)時(shí)，，在溶液表面dd0,c,發(fā)生正吸附，該溶質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)。思考題1.比表面吉布斯函數(shù)和表面張力的物理意義，單位,,G答:比表面吉布斯函數(shù)為恒溫恒壓及恒定組成下，可逆的增大單位表(),,Tpn,,,，，B,As,2面時(shí)，系統(tǒng)增加的吉布斯函數(shù)，單位J?m。表面張力為沿液體表面，垂直作用于單位長度,1,2上的緊縮力，單位N?m=J?m。2.純液體、溶液和固體各采用什么方法來降低表面吉布斯函數(shù)以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),答:液體盡可能縮小表面積，液滴、氣泡都是球型;溶液除收縮表面積外，還調(diào)節(jié)表面濃度(表面吸附)以降低表面吉布斯函數(shù);固體主要靠吸附來降低表面吉布斯函數(shù)。3.請(qǐng)根據(jù)物理化學(xué)原理簡(jiǎn)要說明鋤地保墑的科學(xué)道理。答:土壤有很多毛細(xì)管，土層中的水可沿毛細(xì)管上升到地表被蒸發(fā)掉，鋤地時(shí)，可破壞大量毛細(xì)管，防止水分大量蒸發(fā)，因而能保墑。4.什么叫接觸角,答:在氣、液、固三相會(huì)合點(diǎn)，液-固界面的水平線和氣-液界面切線之間通過液體內(nèi)部的夾角θ，稱為接觸角，當(dāng)θ>90?時(shí)，固體不被液體所浸濕。5.兩塊平板玻璃在干燥時(shí)，疊放在一起很容易分開，若在其間放些水，再疊放在一起，使之分開就很費(fèi)勁，為什么,答:因水能潤濕玻璃，在兩塊玻璃之間的水層呈凹液面，凹液面產(chǎn)生指向空氣的附加壓力，將兩塊玻璃之間的空氣趕出，使兩塊玻璃內(nèi)外兩側(cè)受力-endandopen-GArequirementsinchickenfarm2,chickencoopchickencoopbuildingtypeoftheconstructionofclosedmeetthebroiler(2)leftroomfortechnologicaltransformation,easeofreproduction.Construction,andenergysavingsfunds(3)iontotheenvironment,buildingtheseconddesign1.chickencoopconstructionGeneralrequirements(1)tomeettheneedsofpollutoutbreakshaveoccurredinarea7.Avoidcontaminatedareasofthecity,takeappropriateenvironmentalmeasurestominimizeenfarmsoftheupperhandtothe6.Understandthepoultryepidemicsituationontheground,tryingtoavoidtheendemicorislocatedinthefieldisdownwind,broodcareandadultcarehomesapart,broodcareinchickproductionareasandwatersourcesareonachickenfarminthewind,netroadanddirtroadseparatinguncrossed,dungfarm-productionareasandnon-onandnonproductiairisdesignedtoexcludeasmuchaspossibleresidentialairpollution:theintroductionoffreshlationinlyrelatedtothehenhouseventilation,warmth,cooling,watersupplyanddrainage,lightingandotherfactors.3,ventignofbuildingstructureisbuiltonchickenthebestenvironmentofrationalindexandbuildingcostindexbasedonboth,maDesie.Generalnopowerventilation,sufficientartificiallightingisused.Disadvantagesaresubjecttoexternalinfluence.controlandeasytomanage.Windowsthatopenshedsshedsareusedoutsideofnaturalresourceandenergysavingthehenhousweekwindow,usingartificiallight,mechanicalventilationforenergyCoop,microclimateenvironmentiseasyto-end,closedhenhousefour281物理化學(xué)解題指導(dǎo)不等，與水接觸的內(nèi)側(cè)受力較小，與空氣接觸的外側(cè)受力較大，故水層周圍凹液面處的附加壓力使兩塊玻璃難以分開。6.人工降雨的原理是什么,為什么會(huì)發(fā)生毛細(xì)凝聚現(xiàn)象,為什么有機(jī)物蒸餾時(shí)要加沸石,定量分析中的“陳化”過程的目的是什么,答:都可以用開爾文公式解釋。因小液滴的蒸氣壓比大液滴的蒸氣壓大;凹液面上的蒸氣壓比平液面上的蒸氣壓小;小顆粒的溶解度比大顆粒的大。定量分析中的“陳化”過程的目的是使其在新條件下真正達(dá)到平衡，因?yàn)槠胶馐切枰獣r(shí)間的。7.用不同大小的CaCO(s)顆粒做熱分解實(shí)驗(yàn)，在相同溫度下，哪些顆粒的分解壓大，3為什么,$$$答:小晶粒的分解壓大，因p，所以?，,,,GRTKlnKCOrmpp2$$$$$，熱力學(xué)數(shù)據(jù)表上的一般指大顆粒而,,,，,,,GGGG(CaO)(CO)(CaCO),Grmfmfm2fm3fm$$p言，極微小的顆粒有較大的表面吉布斯函數(shù)，因而使變小，變大，故也變大。K,GCOpfm28.根據(jù)定義式G=H,TS說明氣體在固體上的恒溫恒壓吸附過程為放熱過程。答:一定量氣體在固體表面的恒溫恒壓吸附為自發(fā)過程，且W′=0，所以?G(表)T,p,0。因氣體分子為三維平動(dòng)子，吸附在固體表面后至少要失去一個(gè)平動(dòng)自由度，是混亂度降低的過程，故過程的熵變?S,0，故Q=?H=?G(表)+T?S,0，即必為放熱，，TppT,pTp過程。9.什么是表面活性劑，具有哪些基本性質(zhì),答:溶入少量就能顯著降低溶液表面張力的物質(zhì)稱為表面活性劑。基本性質(zhì):(1)表面活性劑都由親水性的極性基與憎水的非極性基構(gòu)成;(2)表面活性劑分子定向排列在任意兩相的界面層中，使界面張力降低;(3)表面活性劑的濃度極稀時(shí)，稍增大其濃度就可使溶液的表面張力急劇降低，當(dāng)濃度超過臨界膠束濃度CMC后，溶液表面張力幾乎不隨濃度的增加而降低。10.物理吸附和化學(xué)吸附具有那些基本特點(diǎn)?答:固體表面的吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附，物理吸附的作用力是范德華力，吸附熱類似氣體液化熱，吸附無選擇性且不穩(wěn)定，吸附可能是單分子層又可能是多分子層，吸附速度較快，低溫下就可完成。而化學(xué)吸附的作用力接近化學(xué)鍵力，吸附熱接近反應(yīng)熱，有選擇性，是單分子層吸附，隨溫度的升高吸附速度加快，但物理吸附和化學(xué)吸附無明顯的界面。weekwindow,usingartificiallight,mechanicalventilationforenergyCoop,microclimateenvironmentiseasytocontroland-closedhenhousefourend,-endandopen-3)meetGArequirementsinchickenfarm2,chickencoopchickencoopbuildingtypeoftheconstructionofclosedofthebroiler(2)leftroomfortechnologicaltransformation,easeofreproduction.Construction,andenergysavingsfunds(needsepollutiontotheenvironment,buildingtheseconddesign1.chickencoopconstructionGeneralrequirements(1)tomeettheroutbreakshaveoccurredinarea7.Avoidcontaminatedareasofthecity,takeappropriateenvironmentalmeasurestominimizmiconchickenfarmsoftheupperhandtothe6.Understandthepoultryepidemicsituationontheground,tryingtoavoidtheenderoadseparatinguncrossed,dungfarmislocatedinthefieldisdownwind,broodcareandadultcarehomesapart,broodcareiproductionareasandwatersourcesareonachickenfarminthewind,netroadanddirt-productionareasandnon-productionandnontilationairisdesignedtoexcludeasmuchaspossibleresidentialairpollution:theintroductionoffreshmainlyrelatedtothehenhouseventilation,warmth,cooling,watersupplyanddrainage,lightingandotherfactors.3,venboth,.Designofbuildingstructureisbuiltonchickenthebestenvironmentofrationalindexandbuildingcostindexbasedonouse.Generalnopowerventilation,sufficientartificiallightingisused.Disadvantagesaresubjecttoexternalinfluenceeasytomanage.Windowsthatopenshedsshedsareusedoutsideofnaturalresourceandenergysavingthehenh282第九章界面現(xiàn)象11.什么叫表面過剩?答:在單位面積的表面層中，所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量與同量溶劑在本體溶液中所含溶質(zhì)物質(zhì)的量的差值，稱為表面過剩或表面吸附量。凡增加溶質(zhì)濃度，能使溶液表面張力降低的物質(zhì)，在溶液表面層必然發(fā)生正吸附，溶液表面層溶質(zhì)濃度大于溶液本體內(nèi)溶質(zhì)濃度，,,0,,0即。說明此時(shí)無吸附作用。12.朗繆爾單分子吸附理論的基本假設(shè)是哪些,答:(1)單分子層吸附;(2)固體表面是均勻的,吸附熱是常數(shù);(3)被吸附在固體表面上的分子相互之間無作用力;(4)吸附平衡是動(dòng)態(tài)平衡。iontotheenvironment,buildingtheseconddesign1.chickencoopconstructionGeneralrequirements(1)tomeettheneedsofpollutoutbreakshaveoccurredinarea7.Avoidcontaminatedareasofthecity,takeappropriateenvironmentalmeasurestominimizeenfarmsoftheupperhandtothe6.Understandthepoultryepidemicsituationontheground,tryingtoavoidtheendemicorislocatedinthefieldisdownwind,broodcareandadultcarehomesapart,broodcareinchickproductio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