二.比表面吉氏函数 1.图示 气相 液相 6
6 1.图示 二.比表面吉氏函数
二.比表面吉氏函数 niiiwiiwiwihwhwhiiwiwiwiwiwhwhwhiiiiiwiwihwhhwhwihhnnwnnnnwnnnnnwwhwwwwwwwhwwwwwwww 2.比表面吉氏函数σ：增加单位面积所做的表面功 SI单位：Jm-2 o=dG/dA 3.比表面吉布斯函数热力学公式： ()T、P增加表面积dA所做的表面功，应等于体系吉布斯函数值 的增量(dG=δWR)。 G=fT,P,n1,n2…,A) dG= dAs p,nB,As OAs)T,p,n8 dG=-SdT+Vdp+∑a2g邺dnBa+olAs dU=Tds-pdy+oBusdnB(a)+odAs dH=Tds+Vdp+aB updnB(a)+odAs dF=-SdT-pdy+EaB uednB(a)+odAs 7
7 二.比表面吉氏函数 2.比表面吉氏函数σ ：增加单位面积所做的表面功 SI单位：J· m-2 3.比表面吉布斯函数热力学公式: （）T、P增加表面积dA所做的表面功，应等于体系吉布斯函数值 的增量(dG =δW/R)。 G =f(T,P,n1 ,n2 ,…,A) s , , s B B , , , B( ) , , , , d d d d d B s B s C s B A A G n n G p p G T T G G p n A T n A T p n A T p n dG = -SdT + Vdp + B BdnB() + dAs dU = TdS - pdV + BBdnB() + dAs dH = TdS + Vdp + B BdnB() + dAs dF= -SdT - pdV + B BdnB() + dAs σ dG/dA
二.比表面吉氏函数 OH OF OA, T,P,B S,V,nB(@) OA, 6A. S,p,nBa网 T,V,nB(@) 在恒温恒压恒组成下，dG=odA、,当o不变时积分，得 Gs=OAs 当系统有多个界面时， Gs=∑：oA 3.研究表面性质的热力学准则：从△G的增量研究 dG=odA=d(A)=odA+Ado 定温定压下，对多组分体系变化过程自发进行的条件是 dG=odA+Ado<0 水滴、汞滴为什么总是呈球形？ 多组分体系如何改变△G? 8
8 二.比表面吉氏函数 3.研究表面性质的热力学准则:从△G的增量研究 定温定压下，对多组分体系变化过程自发进行的条件是 dG =σdA+Adσ＜0 水滴、汞滴为什么总是呈球形? 多组分体系如何改变△G？ dG dA d(A) dA Ad 在恒温恒压恒组成下, dG = dAs , 当不变时积分, 得 G s = As 当系统有多个界面时, G s = i iAs i B(α) B(α) B(α) V n B(α) T, , p n s S, , V n s S, , p n s T, , s A F A H A U A G σ
4.实例 根据吉布斯函数判据，在恒温恒压不作非体积功的条件下， 系统总的表面吉布斯函数减少的过程是自发的，如液滴自动收缩 以减小表面积，气体在固体表面吸附以降低固体的表面张力等 8 ·水滴成球形以使其表面积最小 0 汞在玻璃表面的形状.小汞滴成几乎完 美的球形，而大的汞滴成扁平状，表明表 面张力对小汞滴形状的影响更大.这是 由于小汞滴的比表面积更大的缘故 9
9 4.实例 根据吉布斯函数判据, 在恒温恒压不作非体积功的条件下, 系统总的表面吉布斯函数减少的过程是自发的, 如液滴自动收缩 以减小表面积, 气体在固体表面吸附以降低固体的表面张力等. • 水滴成球形以使其表面积最小 • 汞在玻璃表面的形状. 小汞滴成几乎完 美的球形, 而大的汞滴成扁平状, 表明表 面张力对小汞滴形状的影响更大. 这是 由于小汞滴的比表面积更大的缘故
三.液体的表面张力 液体表面层分子所受合力不为零，而是受到一个指向液体内部 的拉力，导致液体表面有自动收缩的趋势。 dx 20 Fainb=F+dF •表面张力的作用 做表面功示意图 表面张力σ：沿液体表面，垂直作用于单位长度上的收缩力N-) 图示液膜面积可逆增加d4、=2ld比，环境需对系统做功可逆性”动画 8W=Fdx 2lodx adA 。=F/2l=6WR/dA,=(0G/A,红p
三.液体的表面张力 液体表面层分子所受合力不为零, 而是受到一个指向液体内部 的拉力, 导致液体表面有自动收缩的趋势。 •表面张力的作用 • 做表面功示意图 l F=2 l Famb=F + dF dx 表面张力 : 沿液体表面, 垂直作用于单位长度上的收缩力(Nm-1). 图示液膜面积可逆增加dAs = 2ldx, 环境需对系“表统面做功功的：可逆性”动画 R s δ W Fdx 2lσdx σdA