山东第一医科大学（山东省医学科学院）：《物理化学》课程习题解答（打印版）08－表面物理化学

@泰山医学院 省级精品课程申报 物理化学 第八章 e1 Che 表面物理化学 首页 雅题解析 学生自测题 学生自测答案 难题解析 例7-1 什么是表面吉布斯能？什么是表面张力？它们之间有什么异同和联系？ 答：表面吉布斯能可以理解为在温度、压力和组成恒定的条件下，增加单位面积表面时系统吉布斯 能的增量。表面张力是收缩表面的力，表面张力的方向和表面相切，是垂直作用在表面上单位长度线段 上的表面收缩力。在讨论表面现象时，表面吉布斯能是用热力学的方法来进行分析，而表面张力则是用 力学的方法来讨论的，国此物理意义不同。但表面吉布斯能和表面张力是完全等价的，它们具有相同的 量钢、等价的单位和相同的值 例7-2 液体A在某毛细管中上升的高度为h,当把毛细首折断，使其高度H<血，此时液体能否从毛细管 的项端冒出？将一根上端向下弯曲的毛细管插入液体A,若毛细管的最高处距液面的高度<血，液体 能否从毛细管口滴下？为什么？ 答：液你不会从折断后的管口处冒出。当液柱升至管口处再继续上升时，液面的曲率将发生改变 液面曲率半径的增大，使共产生的附加压力减小，直至附加压力和水柱的静压力相等.液体也不会从弯 曲处滴下，因为当水升至毛细管的弯曲处时，凹液面附加压力的方向发生改变，对抗重力的向上方向的 分力减小。因此，液面不会越过弯曲处，更不会从管口滴下来（见图）， 例7-3 水平款置的毛细管，管径粗细不均（见图）。管中装有少量液体，管中为湿润性液体。问：管内液 体最后平街位置在何处？为什么？

泰山医学院 Taishan Medical University 省级精品课程申报 答：根据杨-拉普拉斯公式△P 弯曲液面的附加压力△，其大小与液体的表面张力 σ成正比，与弯曲液面的曲率半径T成反比。毛细管中的液体两侧表面张力相同，影响附加压力的是弯 曲液面的曲率半径。管中液体为凹液面，T<0，附加压力△卫的方向指向液体外部，左侧液面曲率半 径较小，因而向左的附加压力较大，使液体向左移动，直至两侧的曲率半径相同处为最后平衡的位置。 学生自测题 1.分别从力和能量的角度解释为什么气泡和小液滴总是呈球形？ 2.在一个密封的容器中有某液体的几个大小不等的液滴，容器的其余空间是该液体的饱和蒸气。 若温度不发生变化，当放置足够长的时间后，容器内会出现什么现象？ 3.用不同大小的CC0(s)颗粒作分解实验，在相同温度下，哪些品粒的分解压大？为什么？ 学生自测答案 1.根据杨-拉普拉斯公式△p=( 弯曲液面的附加压力△卫，其大小与与弯曲液面的曲 率半径r成反比，力的方向指向曲率半径的圆心。当液滴或气泡不是球形时，球面上各点受力 的方向和大小各不相同（见右图），只有液滴或气泡为球形时，球面各点受力半衡，因此它们总 是呈球形。 2.液滴越小蒸气压越大，容器内的蒸气压对于正常液体是饱和的，但对于小液滴来说还未饱和， 因此小液滴会蒸发。蒸发使容器内的蒸气变得过饱和，过饱和蒸气在大液滴上凝结，最终小液滴消失， 大液滴长大。 3.根据开尔文公式n卫产_2oM CaC0,的粒径越小，蒸气压越大，这个蒸气压就是它的分解压， p*pRTr 因此小颗粒CaC0的分解压大