2.1表面张力和表面自由能 表面张力 实验表明，外力F与液膜边缘 的长度成正比，比例常数与液 体表面特性有关，以σ表示， 皂膜A 称为表面张力，即： 21 (2-1) dx 式中L为液膜边缘长度，因为 图2-1皂膜的拉伸 液膜有两个表面故取系数2。 设在一边可自由活动的金属框中有一层肥 皂液膜，如果不在右边施加一个如图所示 方向的外来F,液膜就会收缩。这表明在沿 表面张力是单位长度上的作用 液膜的切线方向上存在一个与外力F方向相 力，单位是NWm。 反、大小相等且垂直于液膜边缘的力
皂膜A x dx L dA F 图2-1 皂膜的拉伸 式中L为液膜边缘长度，因为 液膜有两个表面故取系数2。 实验表明，外力F与液膜边缘 的长度成正比，比例常数与液 体表面特性有关，以σ表示 ， 称为表面张力，即： 2L = F (2-1) 设在一边可自由活动的金属框中有一层肥 皂液膜，如果不在右边施加一个如图所示 方向的外来F，液膜就会收缩。这表明在沿 液膜的切线方向上存在一个与外力F方向相 反、大小相等且垂直于液膜边缘的力。 2.1表面张力和表面自由能 表面张力 表面张力是单位长度上的作用 力，单位是N/m
2.1表面张力和表面自由能 由于分子在体相内部与界面上所处的力场环境 是不同的，产生了净吸力。而净吸力会在界面各处 产生一种张力。 把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用 o表示，单位是Nm1
由于分子在体相内部与界面上所处的力场环境 是不同的，产生了净吸力。而净吸力会在界面各处 产生一种张力。 把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用 σ 表示，单位是N·m -1 。 2.1表面张力和表面自由能
2.1表面张力和表面自由能 表面张力 在图2-1中，设在F力作用下金 属丝移动dx的距离，则所做的 功为： 皂膜A dW=f=o●2L●dk(2-2) 但2L*dx等于液膜的面积增量 dA,所以： X dx dW=o●dA (2-3) 图2-1皂膜的拉伸 将上式形式改写成如下形式： o=dw/dA (2-4)
皂膜A x dx L dA F 图2-1 皂膜的拉伸 在图2-1中，设在F力作用下金 属丝移动dx的距离，则所做的 功为： 但2L*dx等于液膜的面积增量 dA,所以: 将上式形式改写成如下形式： dW =σ•dA (2-3) σ= dW / dA (2-4) dW = fdx =σ• 2L • dx (2-2) 2.1表面张力和表面自由能 表面张力
2.1表面张力和表面自由能 o=dw/dA (2-4) ·表面张力也可以理解为系统增加单位面积时所需做的 可逆功，单位为J/m,是功的单位或能的单位。所以σ 也可以理解为表面自由能，简称表面能。 表面功：温度、压力和组成恒定时，可逆使表面积增加 dA所需要对体系作的功，称为表面功。用公式表示为： dw odA ·由能量守恒定律，外界所消耗的功存储于表面，成为表面分子 所具有的一种额外的势能，也称为表面能
σ= dW / dA (2-4) • 表面张力也可以理解为系统增加单位面积时所需做的 可逆功，单位为J/m2，是功的单位或能的单位。所以σ 也可以理解为表面自由能，简称表面能。 • 表面功：温度、压力和组成恒定时，可逆使表面积增加 dA所需要对体系作的功，称为表面功。用公式表示为： dW =dA 2.1表面张力和表面自由能 • 由能量守恒定律，外界所消耗的功存储于表面，成为表面分子 所具有的一种额外的势能，也称为表面能
2.1表面张力和表面自由能 ·例：20℃时汞的表面张力为4.85×101Jm2, 求在此温度及101.325kPa的压力下，将半径 1mm的汞滴分散成半径105mm的微小汞滴，至 少需要消耗多少功？ dw odA
• 例：20℃时汞的表面张力为4.85×10-1 Jm-2 ， 求在此温度及101.325 kPa 的压力下，将半径 1mm的汞滴分散成半径10-5 mm的微小汞滴，至 少需要消耗多少功？ dW =dA 2.1表面张力和表面自由能