物理化学教学资料（PMPH）8.1表面积与表面吉布斯能

液滴数目 33 1314310 43 rnr pp = = 分割后液滴的表面积 A 1 = n 1? 4?r 1 2 = 10 ×4? r 210 1?A A 分割前后液滴表面积之比二、表面吉布斯能和表面张力 1.表面吉布斯能以 l-g 表面为例,液体表面分子与内部分子受力情况不同内部: 分子作用力合力= 0,移动时能量没有变化表面: 分子作用力合力指向液体内部, 环境作功?转化为表面能表面积增加当把体相分子拉向表面时( T,p,n 不变) 根据热力学第二定律?? r,,'δd BW G npT?定义表面吉布斯能 B,,npTA G??????????单位为 J?m ?2。表面功的大小和 dA成正比: ? W ? = ?dA 式中?为比例系数二、表面吉布斯能和表面张力 用肥皂液在一个系有线圈的金属环上形成一个液膜,由于线圈周围都是相同的液体,受力均衡,线圈可以在液膜上自由移动位置。 2. 表面张力二、表面吉布斯能和表面张力 若将线圈内液膜刺破,线圈两边受力不再平衡,立即绷紧成圆形。 这些现象表明,在液体表面存在一种使液面收缩的力, 称表面张力( surface tension )或界面张力( interfacial tension )。表面张力的方向和表面相切,是垂直作用在表面上单位长度线段上的表面收缩力。二、表面吉布斯能和表面张力 在温度、压力恒定的条件下,在 AB 边施加向右的力 F,使 AB 在可逆的情况下向右移动 dx。F和液膜表面边缘的长度 l成正比,因为液膜有正反两个表面,设 AB = l′,则 F =?· l =??2l ''2l Fl F??? 式中?为比例常数,是作用于液面上单位长度线段上的力, 即表面张力,单位是 N·m -1。表面吉布斯能和表面张力是完全等价的,具有等价的量纲和相同的数值。二、表面吉布斯能和表面张力