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表面化学与胶体化学 教学参考书 网站 一 液体的表面性质 1 分散度与比表面 分散度与比表面 分散度与比表面 2 表面自由能和表面张力 表面功（surface work） 表面自由能(surface free energy） 表面张力（surface tension） 表面张力 表面张力 例 表面张力 例题 例题 表面热力学基本公式 3 影响表面张力的因素 界面张力与温度的关系 界面张力与压力的关系 4 弯曲表面下的附加压力 4 弯曲表面下的附加压力 Young-Laplace公式 附加压力与曲率半径R的关系可用 Young-Laplace 公式表示（1805年） ?P =2γ/ R （ ?P =Pr － Po ) R越小， ?P越大 凸面时， R0 ， ?P 0，附加压力指向液体内部 平面时， R→∞， ?P →0 凹面时， R 0， ?P 0 ， 附加压力指向气体 Young-Laplace公式 附加压力与曲率半径R的关系可用 Young-Laplace 公式表示（1805年） Young-Laplace 公式 Young-Laplace 公式 毛细管现象 附加压力与毛细管中液面高度的关系 附加压力与液面高度的关系 例题 例题 练习 半径为0.1mm的玻璃毛细管，如图，油-水液面上升4cm，油的密度为0.8g/cm3，玻璃-水-油的接触角为40o，计算油-水的界面张力。 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。液滴所受总压力为：P0+ ?P 对活塞加压，使液滴体积增加dV，表面积相应增加dA， 克服附加压力?P所做的功与可逆增加表面积的Gibbs自由能增加值相等。 空气中的肥皂泡，泡内气体压力与泡外压力，何者大，压力差为多少？ ?P =4γ/ R （ 内外两个表面） 毛细管现象是弯曲液面具有附加压力的必然结果。 若液体能润湿毛细管壁，则润湿角900 ，管内液面呈凹形，Ps0,附加压力指向空气，液体将被压入管内，直到上升的液柱所产生的静压力与附加压力相等为止，则 2g cosq/R=Drgh ，R为毛细管半径。 当润湿角=00时, 如水能完全润湿玻璃毛细管, 则 2g /R=Drgh 对毛细管不能润湿的液体（如汞），润湿角00,管内液面呈凸形，h0，则液面会下降。 1.曲率半径R与毛细管半径R的关系： R=R/cosq 2. ps=2g/R=(rl-rg)gh 如果曲面为球面，则R=R。 因rlrg所以：ps=2g/R=rlgh 一般式：2g cosq/R=Drgh 在装有部分液体的毛细管中，当左端加热时， 润湿性液体（水）向毛细管哪一端移动？ 不润湿液体（水银）向哪一端移动？ 为什么？ (ａ)的情况，水液柱向着远离加热点方向移动； (ｂ)的情况，水银柱面向着加热点方向移动。 表面张力随温度的升高而降低。加热处表面张力减少，附加压力减少，未加热处不变。 例：在三通玻璃管的两端分别吹出大小不同的两个肥皂泡，当开通两边活塞后，大小肥皂泡的变化？ 油-水的界面张力为 5.12×10-3 Nm-1 2g cosq/R=Drgh 上一内容 下一内容 回主目录 返回 * Surface Colloid Chemistry 表面化学与胶体化学 王嘉讯 wangjiaxun@ 主要内容 液体的表面 溶液的表面吸附 固体的表面 分散体系及分类 溶胶的制备及纯化 胶体及其基本特性: 溶胶的动力，光学和电学性质 大分子溶液 [1] 沈钟，赵振国，王果庭 胶体与表面化学（第三版）. 北京：化学工业出版社. 2004 [2] 陈宗淇，胶体与界面化学 北京：高等教育出版社. 2002 [3] 冯绪胜，刘洪国，郝京诚 21世纪化学丛书——胶体化学 北京：化学工业出版社. 2005 [4] Drew Myers 表面、界面和胶体——原理及应用 北京：化学工业出版社. 2005 http://www.chem.qmul.ac.uk/surfaces/scc/ 表面现象与表面化学 人工降雨 洗涤作用 蒸馏暴沸 等等 具有巨大比表面的体系具有巨大的表面能，是热力学不稳定体系，可显现特别的特性。 例：将1 g水分割成半径为1 nm的小水滴， 表面积约增大为3000m2, 表面能约为220 J。 界面(interfac