物理化学课件--南大傅献彩等第五版ppt_10[1].pdf

文档介绍：界面现象
Interface Phenomenon
界面现象研究的内容和方法
1、界面现象研究的内容
(1) 界面层的定义
在多相系统中,相与相之间存在着
相界面,称为界面(interface)。
气-液和气-固界面称为表面
(surface)。
(2) 系统的分散度
物质分散成细小微粒的程度称为分
散度(dispersity)。
体积表面(volume surface) AV :
def A
A = s
V V
质量表面(massic surface) Am :
def A
A = s
m m
-1 -2 -1
AV的SI单位为m ,Am的SI单位为m ·kg
表 10-1 1cm3立方体分散为小立方
体时系统的总表面及体积表面的变化
立方体边长 l 小立方体总表面积 As 比表面 Av
/m 数/m2 /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 6×106
10-7 1015 6×10 6×107
10-8 1018 6×102 6×108
10-9 1021 6×103 6×109
2、界面现象研究的方法
•物理领域
•化学领域
•胶体科学
•材料科学
•生物科学
•催化化学
表面张力与单位表面吉布斯函数
1、表面功及表面张力
在温度、压力和组成恒定时,可
逆地使表面积增加dAs,环境对系统做
的功,称为表面功(surface work)
δWr’=σdAs
表面张力(surface tention)或界面张力
(interfacial tension)
表面张力σ的SI单位为J·m-2
表面张力的物理意义是:当T、p
和组成恒定的条件下,增加单位表面
积时必须对系统做的可逆非体积功。
σ⎛δWr′⎞
= ⎜⎟
dAs
⎝⎠T , p,nB
2、表面张力的作用方向
f=2σ l
N·m-1=N·m·m-2
=J·m-2
表面张力σ是沿着表面的切线方向,
垂直地作用于单位长度的表面边缘,并
指向表面中心力图使表面积收缩的力。
3、高度分散系统的热力学基本方程与单
位表面吉布斯函数
(1) 高度分散系统的热力学基本方程σ
dU = TdS − pdV + d A + µ dn
σ S ∑B B B
dH = TdS +Vdp + d A + µ dn
σ S ∑B B B
dA = −SdT − pdV + d A + µ dn
σ S ∑B B B
dG = −SdT +Vdp + d A + µ dn
S ∑B B B