《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）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 dW=TdS-pdr+∑hedn。U=U(S,',n) 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+∑dne 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+>uadns dH TdS+Vdp+rdA+>udng dA=-SdT-pdv+rdA+>uadnp dG =-SdT+Vdp+rdA+>uadns 从这些热力学基本公式可得 aU aH 6A aG 6A, S,V,nB A, S,p,nB A, TV,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： 、 ∂U Tv,nB T,P,ng 狭义的表面自由能定义：Y= T,P,ng Y又可称为表面Gibbs自由能 表面自由能的单位：Jm2

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： 一般情况下，T个，γ人。因分子间引力减弱 如常压下的纯液体： 4,p T.P 温度不变时表面积增大时熵值必然增大，所以 〔8音.即t

界面张力与温度的关系： s B B s , , T V n , , A V n S A T          = −       一般情况下，T ，。因分子间引力减弱 如常压下的纯液体： T A, p         温度不变时表面积增大时熵值必然增大, 所以 A p A T p G T , ,               =     T p T A p G A , ,               =     A T p S ,       = −   －S A p A T p S T , ,        = −          <0 ，即T ，。  T A,p

热力学能和焓的变化值 dU =Tds-Pdv+rdAs+>uedne dH =TdS+Vdp+ndA,+undne B As v,nB A,P

s B B s T V n A V n T V n s T T A S T A U , , , , , , B ( )         = −           = +      B B B , , , , , , ( ) ( ) ( ) T P n A P n s T P n s s T T A S T A H   = −   = +      热力学能和焓的变化值   = + + + = − + + B B B B B B d d d d d d d d H T S V P A dn U T S P V A dn s s    