Kelvin公式的应用:几种亚稳状态1)过饱和蒸气一一人工降雨高空中没有灰尘,水蒸汽可达到饱和而不凝结成水。应用开尔文公式可知(如上例):20°C时小液滴的蒸气压为6kPa,远大于平面液现在35C时平体的蒸气(2kPa)。面液体的蒸气压为5.6kPa。现在将蒸气迅速冷却至20C,其蒸气压5.6kPa若在空中撒入凝结中心(AgI),使凝结成仍小于6kPa,所以小水水滴的曲率半径加大,其相应的蒸气压可小于高空中的蒸气压(如r=1.2×10-m蒸气滴难于形成,此时即为压为5.0kPa<5.6kPa),蒸气就在这些微粒过饱和蒸气。表面凝结成水滴。18
18 Kelvin公式的应用:几种亚稳状态 1)过饱和蒸气——人工降雨 高空中没有灰尘,水蒸汽可达到饱和而不凝结 成水。应用开尔文公式可知(如上例): 20℃时小液滴的蒸气压 为6kPa, 远大于平面液 体的蒸气(2kPa)。 现在35℃时平 面液体的蒸气 压为5.6kPa。 现在将蒸气迅速冷却至 20℃,其蒸气压 5.6kPa 仍小于 6kPa, 所以小水 滴难于形成,此时即为 过饱和蒸气。 若在空中撒入凝结中心(AgI,), 使凝结成 水滴的曲率半径加大,其相应的蒸气压可 小于高空中的蒸气压 (如r=1.2×10-9m蒸气 压为5.0kPa<5.6kPa) ,蒸气就在这些微粒 表面凝结成水滴
2)过热液体:暴沸现象violentbumping小气泡上的压力沸腾时,气泡的形成必须经过从无到有,从小到大的过程。而最初形=P外+p成的半径极小的气泡内的饱和蒸汽=P外+2□/r压远小于外压,因此在外压的压迫下,小气泡难以形成,液体不能沸腾而形成过热液体。过热较多时,容易暴沸。液体中的小气泡,其曲率半径是负的,根据Kalvin公式,其半径越小,气泡内的饱若在液体中加入沸石,由于沸和蒸气压越小。石表面多孔,其中已有曲率半径较大的气泡存在,因此气泡内的蒸气压不致太小,达到沸点时易于沸腾。19
19 小气泡上的压力 =p外+ p = p外+2 /r pr 若在液体中加入沸石,由于沸 石表面多孔,其中已有曲率半 径较大的气泡存在,因此气泡 内的蒸气压不致太小,达到沸 点时易于沸腾。 2)过热液体:暴沸现象violent bumping 液体中的小气泡,其 曲率半径是负的,根 据Kalvin公式,其半 径越小,气泡内的饱 和蒸气压越小。 沸腾时,气泡的形成必须经过从无 到有,从小到大的过程。而最初形 成的半径极小的气泡内的饱和蒸汽 压远小于外压,因此在外压的压迫 下,小气泡难以形成,液体不能沸 腾而形成过热液体。过热较多时, 容易暴沸
3)过饱和溶液忽略设大颗粒的溶解度为x,小颗粒的溶解度为x,,大颗粒曲率半径的影响,当溶解达到平衡时大颗粒:μ(sln)=μ+RTInx,压力p小颗粒:μ(sln)=μg+RTInx,,压力p2(AGm)r= μg(sln)small -μg(sln)big = Vm(S) Ap2MXM 2sInRTInRTrxX小颗粒的溶解度大于大颗粒的溶解度:x,>x,成过饱和溶液。当在过饱和溶液中加入晶种时,晶体则很快析出来。21
21 3)过饱和溶液 设大颗粒的溶解度为x,小颗粒的溶解度为xr,忽略 大颗粒曲率半径的影响,当溶解达到平衡时 大颗粒:μB (sln)= μB +RTlnx,压力p1 小颗粒:μB (sln)= μB +RTlnxr,压力p2 (ΔGm)T = μB (sln) small –μB (sln) big = Vm(s) Δp 小颗粒的溶解度大于大颗粒的溶解度: xr > x,成过 饱和溶液。当在过饱和溶液中加入晶种时,晶体则 很快析出来
三、液体的润湿与铺展wetting and spreading口(I-ggO口 (I-合力 (s-g)一(s-)—(l-g)cos>0<0,O点向右移,收缩,如石蜡上的水滴=0,平衡,液滴保持一定形状>0,O点向左移,液体铺展,如洁净玻璃上的水滴22
22 三、液体的润湿与铺展 wetting and spreading O O 合力 (s-g)- (s-l)- (l-g)cos : <0 =0 >0 (sg) (lg) (ls) <0,O点向右移,收缩,如石蜡上的水滴 =0,平衡,液滴保持一定形状 >0,O点向左移,液体铺展 ,如洁净玻璃上的水滴
接触角的计算:平衡时(即合力为零时)s (s-g)-s (l- s)cosqs (l- g)<90润湿,该固体则称为亲液(水)性固体,如:石英、无机盐口>90口不润湿,该固体则称为忆液(水)性固体,如:石蜡、石墨口=180口:完全不润湿H,0Hg□=0:完全润湿,铺展8HgH,0玻璃玻璃0<90°能润湿0>90°不润湿个合23
23 接触角的计算:平衡时(即合力为零时) <90 润湿,该固体则称为亲液(水)性固体,如: 石英、无机盐 >90 不润湿,该固体则称为憎液(水)性固体, 如:石蜡、石墨 =180 :完全不润湿 =0 :完全润湿,铺展