《物理化学》课程教学资源（A）Ⅱ 课件 第13章 表面物理化学

§13.1表面张力及表面Gibbs自由能 冰2军 SID OF TECHNOLOGI 2.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+>updng B dH =TdS+Vdp+rdA+>tdng dA=-SdT-pdv+rdA+>uedne dG=-SdT+Vdp+rdA+>updng 从这些热力学基本公式可得 aH aA. a4, S.p,n 8A. S.V,n T.p,ne

所以考虑了表面功的热力学基本公式为 s B B B d dd UT p n   S V   dA    d s B B B d dd H   TV n S p   dA    d s B B B dd d A ST pV   d   dA    n s B B B dd d G ST Vp   d   dA    n 从这些热力学基本公式可得 BBBB s s , , , , s s S V n S pn TV n T pn UHAG AAAA                  2. 表面热力学的基本公式 §13.1 表面张力及表面Gibbs自由能

§13.1表面张力及表面Gibbs自由能 冰2军 ESID OF TECHNOIOGI 2.表面热力学的基本公式 表面自由能(surface free energy) 广义的表面自由能定义： T.p.m 狭义的表面自由能定义：y= T.p.n 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 UA     B , , s ( )S p n HA   B , , s ( )TV n AA   B , , s ( )T pn GA   狭义的表面自由能定义： B , , s ( )T pn GA      又可称为表面Gibbs自由能 表面自由能的单位： 2 J m  2. 表面热力学的基本公式 §13.1 表面张力及表面Gibbs自由能

§13.1表面张力及表面Gibbs自由能 冰火军 SID OF TECHNOLOGT 3.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+p+ydA+∑4edng dA=-SdT-pdv+rdA+>Hgdng 运用全微分的性质，可得： T.p,n v.n 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

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 , , TV 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 pn , , A p n S A T                  B B B B B B d d dd d d dd G ST Vp A n dA S T pdV A n               3. 界面张力与温度的关系 §13.1 表面张力及表面Gibbs自由能

§13.1表面张力及表面Gibbs自由能 82火军 SID OF TECHNOIOG 3.界面张力与温度的关系 Eδtvǒs(约特弗斯)曾提出温度与表面张力的关系式为 r Vn3=k(T-T) Ramsay和Shields提出的Y与T的经验式较常用： yV3=k(T.-T-6.0)

  2 3 m c  V kT T   6.0 Ramsay 和 Shields 提出的 与 T的经验式较常用   2 3 V kT T m c    Eötvös（约特弗斯）曾提出温度与表面张力的关系式为 3. 界面张力与温度的关系 §13.1 表面张力及表面Gibbs自由能

§13.1表面张力及表面Gibbs自由能 冰火军 SID OF TECHNOLOGI 4.溶液的表面张力与溶液浓度的关系 水的表面张力因加入溶质形成溶液而改变。 (1)非表面活性物质 能使水的表面张力明显升高的溶质称为非表面活性物 质。如无机盐和不挥发的酸、碱等。 这些物质的离子有较强的水合作用，趋向于把水分子 拖入溶液内部，如果要增加单位表面积，所作的功中还必 须包括克服静电引力所消耗的功，所以表面张力升高。 口非表面活性物质在表面的浓度低于在本体的浓度

(1) 非表面活性物质 水的表面张力因加入溶质形成溶液而改变。 能使水的表面张力明显升高的溶质称为非表面活性物 质。如无机盐和不挥发的酸、碱等。 这些物质的离子有较强的水合作用，趋向于把水分子 拖入溶液内部，如果要增加单位表面积，所作的功中还必 须包括克服静电引力所消耗的功，所以表面张力升高。  非表面活性物质在表面的浓度低于在本体的浓度 4. 溶液的表面张力与溶液浓度的关系 §13.1 表面张力及表面Gibbs自由能