《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 城影好 ININLAEIT O TPCENOLOGY 2.表面热力学的基本公式 根据多组分热力学的基本公式 dG=-SdT+Vdp+>mdng G=G(T,p,ng) 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 dG=-SdT+p+ydA+∑hdne G=G(T,P,As,ng)

B B B d d d d G S T V p 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， G G T p n   , , B  2. 表面热力学的基本公式 §13.1 表面张力及表面Gibbs自由能 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 s B B B d d d G S T V p    d  g dA  n G G T p A n   , , ,s B 

§13.1表面张力及表面Gibbs自由能 2样 HININA HI OF TCNOLOG 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 dW=TdS-pdV+ydA+∑hdn dH TdS+Vdp+ydA,+>undne dA=-SdT-pdV+ydA+>updnp B dG=-SdT+Vdp+rd4,+>updnp B 从这些热力学基本公式可得 aH S,v,ng 2A, S.p,ne OA. T,p,ng

所以考虑了表面功的热力学基本公式为 s B B B d d d U T p n   S V  g dA  d s B B B d d d H T V n   S p  g dA    d d d d A S T p V    d  g dA  n 2. 表面热力学的基本公式 §13.1 表面张力及表面Gibbs自由能 B s B B B d d d A S T p V    d  g dA  n s B B B d d d G S T V p    d  g dA  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                                     g

§13.1表面张力及表面Gibbs自由能 距辉 ININLAEIT O TPCENOLOGY 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： ∂H s, A )T.p.p aG 狭义的表面自由能定义：Y=( )T.p.ns Y又可称为表面Gibbs自由能 表面自由能的单位：J·m2

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 g    B , , s ( )S p n H A    B , , s ( )T V n A A    B , , s ( )T p n G A    2. 表面热力学的基本公式 §13.1 表面张力及表面Gibbs自由能 As  As  As  As  狭义的表面自由能定义： B , , s ( )T p n G A g    g 又可称为表面Gibbs自由能 表面自由能的单位： 2 J m 

§13.1表面张力及表面Gibbs自由能 理2样 INIIN LNIESI OF TCNOLOG 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+Vd+ydA,+∑dne dA=-SdT-pdv+rdA,+>updng 运用全微分的性质，可得： as as L at .p,nB .P./p T.V.np 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 B B B d d d d d d d d G S T V p A n s dA S T pdV A n g  g              3. 界面张力与温度的关系 §13.1 表面张力及表面Gibbs自由能 运用全微分的性质，可得： s B B s , , T V n , , A V n S A T                  g 等式左方为正值，因为表面积增加，熵总是增加的。所 以 g 随T的增加而下降。 s B B s , , T p n , , A p n S A T       g           B B B d d d s dA S T pdV A n      g  

§13.1表面张力及表面Gibbs自由能 距辉 BSIIN LDES以ggT3No 3.界面张力与温度的关系 Eδvs(约特弗斯)曾提出温度与表面张力的关系式为 yy3=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 V k T T m c g   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   2 3 m c g 6.0 V k T T    Ramsay 和 Shields 提出的g 与T的经验式较常用: