文档介绍：关于表面物理化学
第一张，共八十六张，创建于2022年，星期一
回顾：1、界面现象的本质
表面层分子与内部分子相比所
处环境不同
体相内部分子受力是对称的
但是处在界面层的分子，其各方向所受力不能相互抵销，出现一不对称力场
所有的点产生的合力和为 ps ，称为附加压力
凸面上受的总压力为：
第十四张，共八十六张，创建于2022年，星期一
弯曲表面上的附加压力
3. 在凹面上
由于液面是凹面，沿AB的周界上的表面张力不能抵消，作用于边界的力有一指向凹面中心的合力
所有的点产生的合力和为 ps ，称为附加压力
凹面上受的总压力为：
第十五张，共八十六张，创建于2022年，星期一
弯曲表面上的附加压力
由于表面张力的作用，在弯曲表面下的液体与平面不同，它受到一种附加的压力，附加压力的方向都指向曲面的圆心。
凹面上受的总压力小于平面上的压力
凸面上受的总压力大于平面上的压力
附加压力的大小与曲率半径有关
例如，在毛细管内充满液体，管端有半径为R’ 的球状液滴与之平衡。
外压为 p0 ，附加压力为 ps ，液滴所受总压为：
第十六张，共八十六张，创建于2022年，星期一
对活塞稍加压力，将毛细管内液体压出少许
相应地其表面积增加dA
使液滴体积增加dV
克服附加压力ps所作的功等于可逆增加表面积的Gibbs自由能
例如，在毛细管内充满液体，管端有半径为R’ 的球状液滴与之平衡。
外压为 p0 ，附加压力为 ps ，液滴所受总压为：
第十七张，共八十六张，创建于2022年，星期一
代入
得
第十八张，共八十六张，创建于2022年，星期一
凸面上因外压与附加压力的方向一致，液体所受的总压等于外压和附加压力之和，总压比平面上大。相当于曲率半径取了正值。
曲率半径越小，附加压力越大
凹面上因外压与附加压力的方向相反，液体所受的总压等于外压和附加压力之差，总压比平面上小。相当于曲率半径取了负值。
第十九张，共八十六张，创建于2022年，星期一
1。假若液滴具有不规则的形状，则在表面上的不同部位曲面弯曲方向及其曲率不同，所具的附加压力的方向和大小也不同，这种不平衡的力，必将迫使液滴呈现球形
1、自由液滴或气泡通常为何都呈球形 ？
2。相同体积的物质，球形的表面积最小，则表面总的Gibbs自由能最低，所以变成球状就最稳定
思考：与附加压力相关的几个问题
第二十张，共八十六张，创建于2022年，星期一
2、护士给病人注射各种针剂时，注射前一定要检查针筒中是否有小气泡，若有小气泡，必须除去。为什么？
人体中的血管从心脏到四肢和各脏器，血管越来越细，血液中要是有了气泡，那么在小血管、微血管等处很可能发生气体栓塞。如果栓塞发生在心脏、大脑等要害部位，其后果不堪设想。
小气泡 弯曲表面的附加压力。
思考：与附加压力相关的几个问题
第二十一张，共八十六张，创建于2022年，星期一
3、“高压氧舱”是脑疾病治疗与康复的方法，治疗结束后，要从高压向低压慢慢过渡，为什么？
4、海底潜水员返回海面途中必须缓慢上升，为什么？
在从深海潜水中快速上浮时，压强从几个大气压突然下降．这对人体是特别有害的．因为压力降低，原来溶解在血液中的氮气和氧气将从人体组织中释放出来形成不溶解的气泡．这种气泡在小血管中形成栓塞，阻止血液流过。这会引起肌肉和关节疼痛，如果中枢神经系统发生栓塞，甚至会出现麻痹，厉害时甚至瘫痪或死亡，这就是减压病．
思考：与附加压力相关的几个问题
第二十二张，共八十六张，创建于2022年，星期一
5、20世纪初，当第一批远洋巨轮制造成功，下水试航12h后，发现螺旋桨千疮百孔。
原因: 螺旋桨高速旋转和水相互作用。在螺旋桨表面形成大量的微小气泡，这些气泡产生巨大的附加压力，可达到几千个大气压，指向螺旋桨一侧。加之海水的表面张力比纯水的表面张力大。无数小气泡破裂时对螺旋桨表面的冲击，使金属制的螺旋桨也显得很脆弱。
人们利用改进螺旋桨桨面形状使之少产生气泡，选用抗气蚀金属材料，在表面加化学涂层等方法，大大减轻气蚀对螺旋桨的破坏。
思考：与附加压力相关的几个问题
海水
桨面
表面张力
巨大的附加压力
第二十三张，共八十六张，创建于2022年，星期一
毛细管现象
由于附加压力而引起的液面与管外液面有高度差的现象称为毛细管现象
把毛细管插入水中，管中的水柱表面会呈凹形曲面，致使水柱上升到一定高度。当插入***中时，管内***面呈凸形，管内***面下降。
第二十四张，共八十六张，创建于2022年，星期一
毛