山东理工大家2．热力学公式SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY对于一般的多组分体系，G=f(T,p,ng,nc,L)若研究对象是高度分散的、界面效应显著的系统，则还要考虑界面的改变带来的影响。此时，G = f(T,p,A,nb,nc,L )若系统只含α和β两个相，且两相T，p相同则有dG = -SdT +V dp +a a mB(a)dnB(a) +gdAAadU =T ds - pdv +a同理有mB(a)dn B(a) + gdA,ABaaadH =TdS +Vdp+ms(a) dn B(a) + gdABaoaadA=-SdT - pdV +mB(a)dn B(a) + gdABa12
12 2. 热力学公式 对于一般的多组分体系， 则有 若研究对象是高度分散的、界面效应显著的系统，则 还要考虑界面的改变带来的影响。此时， 同理有 若系统只含α和β两个相，且两相T，p相同， 12
山东理工大家2．热力学公式SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY于是，广义界面（表面）吉布斯函数的定义为：ae IGae UaH ae A000g=-S A op.eTA.STA, or,punmao)SA. tsy uaOr,V,nB(a)恒T，p，口，恒组成下积分下式佛dG = -S dT +V dp + a a mB(a)dnB(a) +gdA,得由界面积导致吉布斯函数的增量为：G’= gA,dGi, = gdA,+A,dg求全微分得可知，自发降低表面自由能有两种途径：降低表面积dr,Gs<0降低表面张力13
13 求全微分得 可知，自发降低表面自由能有两种途径： 降低表面积 降低表面张力 dT ,pG s < 0 恒T，p， ，恒组成下积分下式， 于是，广义界面（表面）吉布斯函数的定义为： 得由界面积导致吉布斯函数的增量为： 2. 热力学公式 13
山东理工大家3.表面张力及其影响因素SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY（1）与物质的本性有关分子间相互作用力越大，口越大。例：气-液界面：口(金属键>(离子键)>(极性键)>(非极性键与接触相的性质有关。体界闽用力处基力柄被液体表面张力。例：(3)温度的影响：温度升高，分子间距离增加，界面张力下降。液体表面张力受温度影响较大，纯液体经验式：g = go(1 - T/ T)式中：口。与n为经验常数极限情况：T→T,时，一→0。14
14 （1）与物质的本性有关——分子间相互作用力越大， 越 大。 例：气-液界面： (金属键) > (离子键) > (极性键) > (非极 性键) 固体分子间作用力大，其表面张力一般大于液体表面张力。 （2） 与接触相的性质有关。 例：液-液界面层分子所处力场取决于两种液体。 （3） 温度的影响： 温度升高，分子间距离增加，界面张力下降。 液体表面张力受温度影响较大，纯液体经验式： 极限情况：T→Tc时， →0。 式中： 0与n为经验常数 3. 表面张力及其影响因素 14
山东理工大家3. 表面张力及其影响因素SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY附表在不同温度下与空气接触的水的表面张力系数温度0温度0温度a(×10N/m)(×10N/m）(×10N/m)(℃)(℃)(℃)0163075.6273.3471.155174074.9473.2069.556185074.7673.1567.908196074.4872.8966.1710207074.2072.7564.4111218074.0772.6062.6012229073.9272.4460.74132373.7872.2810058.84142473.6472.12152573.4871.9615
15 3. 表面张力及其影响因素 15
山东理工大家3.表面张力及其影响因素SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY（4）压力的影响a.表面分子受力不对称的程度I口+p↑3b.气体分子可被表面吸附，改变表面相成分c.气体分子更多地溶于液相A一般： p10 atm， ↓ 1mNm-1,例如：gl,0 = 72.8 mN xm l1atm10atm8u,o = 71.8 mN xm16
16 （4）压力的影响 p↑ a. 表面分子受力不对称的程度↓ b. 气体分子可被表面吸附，改变表面相成分 c. 气体分子更多地溶于液相 ↓ 一般：p↑10 atm， ↓ 1 mN m–1 ， 例如: 3. 表面张力及其影响因素 16