《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）13表面物理化学

表面热力学的基本公式 根据多组分热力学的基本公式 dU=Tds-pdv+>udng U=U(S,V,mB) B 对需要考虑表面层的系统，由于多了一个表 面相，在体积功之外，还要增加表面功，则基本 公式为 dU =TdS-pdv+ydA+>Hedng U=U(S,V,A:nB)

表面热力学的基本公式 B B B d d d d U T S p V n = − + 根据多组分热力学的基本公式 对需要考虑表面层的系统，由于多了一个表 面相，在体积功之外，还要增加表面功，则基本 公式为 U U S V n = ( , , B ) s B B B d d d d d U T S p V A n = − + +    U U S V A n = ( , , ,s B )

表面热力学的基本公式 所以考虑了表面功的热力学基本公式为 dU=Tds-pdv+rdA+>uedng dH =TdS+Vdp+yd+>Hdna dA=-SdT-pdv+rdA>ugdng B dG=-SdT+Vdp+rd4+>updng B 从这些热力学基本公式可得 aH aA aA. S.V,nB aA. 8A T,B aA. S,p,nB T,p,nB

表面热力学的基本公式 所以考虑了表面功的热力学基本公式为 s B B B d d d d d U T S p V A n = − + +    s B B B d d d d d H T S V p A n = + + +    s B B B d d d d d A S T p V A n = − − + +    s B B B d d d d d G S T V p A n = − + + +    从这些热力学基本公式可得 B B B B s s , , , , , , , , s s S V n S p n T V n T p n U H A G A A A A              = = = =                    

表面自由能(surface free energy) 广义的表面自由能定义： ∂H OA )S,V,ng S.P.ne =(A T.V,nB &A T.P,nB G 狭义的表面自由能定义：Y= )T,P.nB Y又可称为表面Gibbs自由能 表面自由能的单位： J.m-2

表面自由能 (surface free energy) 广义的表面自由能定义： B , , s ( )S V n U A   =  B , , s ( )S P n H A  =  B , , s ( )T V n A A  =  B , , s ( )T P n G A  =  狭义的表面自由能定义： B , , s ( )T P n G A   =   又可称为表面Gibbs自由能 表面自由能的单位： 2 J m− 

界面张力与温度的关系 温度升高，界面张力下降，当达到临界温度T时， 界面张力趋向于零。这可用热力学公式说明： 因为dG=-SdT+dP+ydM+∑4dne B 运用全微分的性质，可得： A as 4.V,nB /T,p,nB 等式左方为正值，因为表面积增加，熵总是增加 的。所以Y随T的增加而下降

界面张力与温度的关系 温度升高，界面张力下降，当达到临界温度Tc时， 界面张力趋向于零。这可用热力学公式说明： 因为 运用全微分的性质，可得： s B B s , , T V n , , A V n S A T          = −       等式左方为正值，因为表面积增加，熵总是增加 的。所以  随T的增加而下降。 s B B s , , T p n , , A p n S A T          = −      

界面张力与温度的关系 Eotvǒs（约特弗斯)曾提出温度与表面张力 的关系式为 r V3=k(T-T) Ramsay和Shields提出的y与T的经验式较常用： y3=k(T-T-6.0)

界面张力与温度的关系 ( ) 2 3 m c  6.0 V k T T = − − Ramsay 和 Shields 提出的  与T的经验式较常用: ( ) 2 3 V k T T m c  = − Eötvös（约特弗斯）曾提出温度与表面张力 的关系式为