Ar第九章界面和胶体化学 物理化学电子教案 一些界面现象的解释: ①自由液滴或气泡呈球形 、↑ 不规则液滴自动收缩为球形 不规则的液滴和气泡,表面不同部分的曲率半 上径大小和符号不同,具有的附加压力大小和方向不 牛同,受不均衡力的作用液滴或气泡将自动改变形状 成为球形,使系统能稳定存在。 上页
第九章 界面和胶体化学 物理化学电子教案 一些界面现象的解释: 不规则的液滴和气泡, 表面不同部分的曲率半 径大小和符号不同, 具有的附加压力大小和方向不 同, 受不均衡力的作用液滴或气泡将自动改变形状 成为球形, 使系统能稳定存在。 ① 自由液滴或气泡呈球形
Ar第九章界面和胶体化学 物理化学电子教案 士士 ②毛细管上升和下降现象 如液体能润湿毛细管,液面呈弯月凹面,则毛 细管内液柱上升 达平衡时,管中液柱静压 力等于凹液面的附加压力,即 y =△pgh 工工工 Ps R 液体在毛细管中升高或下降 而R= c则上升高度为4=2c0s △gr 如液体不润湿毛细管,则液面呈凸面而下降,下 降高度仍由上式计算 王页下
第九章 界面和胶体化学 物理化学电子教案 ② 毛细管上升和下降现象 如液体能润湿毛细管, 液面呈弯月凹面, 则毛 细管内液柱上升. 达平衡时,管中液柱静压 力等于凹液面的附加压力,即 gh R ps = = 2 则上升高度为: , cosθ r 而R = gr h = 2 cos 如液体不润湿毛细管, 则液面呈凸面而下降,下 降高度仍由上式计算
Ar第九章界面和胶体化学 物理化学电子教案 三.弯曲液面上的饱和蒸汽压 1.液体蒸汽压与曲率半径的关糸 在弯曲液面上,其蒸汽压较平液面有所变化 大小与曲率半径有关,推导如下: 恒温下设计如下热力学过程 平表面纯液体TK,p)<A、饱和蒸汽TK,p) ↓△G2 ↑△G4 微小液滴K,p+p)<>饱和蒸汽TK,P,) 过程1、3为恒温恒压相平衡过程 △G1=△G2=0 上页
第九章 界面和胶体化学 物理化学电子教案 三. 弯曲液面上的饱和蒸汽压 1. 液体蒸汽压与曲率半径的关系 在弯曲液面上, 其蒸汽压较平液面有所变化, 大小与曲率半径有关, 推导如下: 恒温下设计如下热力学过程: ( K, ) ( K, ) ( K, ) ( K, ) 3 1 2 4 * r G a G T p p T p G G T p T p 微小液滴 饱和蒸汽 平表面纯液体 饱和蒸汽 + ⎯→ ⎯→ 过程 1、3 为恒温恒压相平衡过程: G1 = G3 = 0
Ar第九章界面和胶体化学 物理化学电子教案 过程2、4为恒温变压过程: 工 △G2="h(ysa(n= kyi △G,=(g)=RrnP(蒸汽视为理想气体) 因△G2+△G4=0,所以有: RTIn P=21开尔文公式 结论: 凸液面:r>0,p>p,蒸汽压大于平液面的平 衡蒸汽压;凹液面:r<0,P1<p, 蒸汽压小于平液 面的平衡蒸汽压; 而且,随分散度增大或曲率半径减小,蒸汽压 的这种差异就越明显。 上页
第九章 界面和胶体化学 物理化学电子教案 过程 2、4为恒温变压过程: r M G V p V pa p p p a 2 ( ) ( ) 2 = = + l d l m m r p p p p G V p RT r * 4 ( ) ln * = = m g d (蒸汽视为理想气体) 因△G2 + △G4 = 0, 所以有: r M p p RT r 2 ln * = ——开尔文公式 结论: 凸液面：r > 0, pr > p * , 蒸汽压大于平液面的平 衡蒸汽压; 凹液面：r < 0, pr < p*, 蒸汽压小于平液 面的平衡蒸汽压； 而且，随分散度增大或曲率半径减小，蒸汽压 的这种差异就越明显
Ar第九章界面和胶体化学 物理化学电子教案 2.介稳状态 王由开尔文公式可以解释一些过饱和现象。 生0过他和蒸汽人工降雨理 ②过饱和溶液RT -zrs_M 0 过冷、过热液 ④毛细凝结现象 过饱和蒸汽,过饱和溶液以及过冷,过热液等 王称为介稳状态其存在的原因皆是因为“新相难 以生成”所致。 上页
第九章 界面和胶体化学 物理化学电子教案 2. 介稳状态 由开尔文公式可以解释一些过饱和现象。 ① 过饱和蒸汽——人工降雨原理 ② 过饱和溶液 r M c c RT s r s l − = 2 ln 0 ③ 过冷、过热液 ④ 毛细凝结现象 过饱和蒸汽, 过饱和溶液以及过冷, 过热液等 称为介稳状态. 其存在的原因皆是因为“新相难 以生成”所致