上海应用技术大学（上海应用技术学院）：《物理化学》课程教学课件（讲稿）第十章 界面现象 Interface Phenomenon

界面现象 Interface Phenomenon

界面现象 Interface Phenomenon

10.1界面现象研究的内容和方法 1、界面现象研究的内容 (1)界面层的定义 在多相系统中，相与相之间存在着 相界面，称为界面(interface) 气一液和气一固界面称为表面 (surface)

10.1 界面现象研究的内容和方法 1 、界面现象研究的内容 (1) 界面层的定义 在多相系统中，相与相之间存在着 相界面，称为界面 （interface）。 气－液和气－固界面称为表面 (surface )

(2)系统的分散度 物质分散成细小微粒的程度称为分 散度(dispersity)

(2) 系统的分散度 物质分散成细小微粒的程度称为分 散度(dispersity)

体积表面(volume surface)Ay: def A, A,= V 质量表面(nassic surface)Am: def Am m A的SI单位为ml,Am的SI单位为m2kg

体积表面 (volume surface) AV ： 质量表面 (massic surface) A m ： V A A V s def = m A A m s def = A V 的SI单位为 m-1 ， A m 的SI单位为 m-2·kg-1

表10一11cm3立方体分散为小立方 体时系统的总表面及体积表面的变化 立方体边长1 小立方体 总表面积A 比表面A, m 数 /m2 /m1 10-2 1 6×104 6×102 103 103 6×103 6×103 104 106 6×102 6X104 105 109 6×101 6×105 10-6 1012 6 6×106 107 1015 6×10 6×107 108 1018 6×102 6X108 109 1021 6×103 6×109

表 10－1 1cm3立方体分散为小立方 体时系统的总表面及体积表面的变化 立方体边长 l ／m 小立方体 数 总表面积 As ／m2 比表面 Av ／m-1 10-2 1 6×10-4 6×102 10-3 103 6×10-3 6×103 10-4 106 6×10-2 6×104 10-5 109 6×10-1 6×105 10-6 1012 6 6×106 10-7 1015 6×10 6×107 10-8 1018 6×102 6×108 10-9 1021 6×103 6×109

2、界面现象研究的方法 物理领域 化学领域 •胶体科学 •材料科学 生物科学 •催化化学

2、界面现象研究的方法 •物理领域 •化学领域 •胶体科学 •材料科学 •生物科学 •催化化学

10.2表面张力与单位表面吉布斯函数 1、表面功及表面张力 在温度、压力和组成恒定时，可 逆地使表面积增加dA、,环境对系统做 的功，称为表面功(surface work) δW=odAs 表面张力(surface tention)或界面张力 (interfacial tension 表面张力o的SI单位为Jm2

10.2 表面张力与单位表面吉布斯函数 1、表面功及表面张力 在温度、压力和组成恒定时，可 逆地使表面积增加dAs，环境对系统做 的功，称为表面功（surface work） δWr’＝σdAs 表面张力（surface tention）或界面张力 （interfacial tension） 表面张力σ的SI单位为J·m-2

表面张力的物理意义是：当T、p 和组成恒定的条件下，增加单位表面 积时必须对系统做的可逆非体积功。 Sw' dAs )T.p.n

表面张力的物理意义是：当 T 、 p 和组成恒定的条件下，增加单位表面 积时必须对系统做的可逆非体积功。 B , , s r T p n dA W ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ′ = δ σ

2、表面张力的作用方向 f-201 26 N'm-1=Nm'm2 =Jm2 表面张力σ是沿着表面的切线方向， 垂直地作用于单位长度的表面边缘，并 指向表面中心力图使表面积收缩的力

f＝2σ l 表面张力σ是沿着表面的切线方向， 垂直地作用于单位长度的表面边缘，并 指向表面中心力图使表面积收缩的力。 2、表面张力的作用方向 N·m-1＝N·m·m-2 ＝J·m-2

3、高度分散系统的热力学基本方程与单 位表面吉布斯函数 (1)高度分散系统的热力学基本方程 dU =TdS-pdv+o dds +adns dH=TdS+Vdp+odAs +>BednB dA=-SdT-pdv+odAs +>puadnB dG=-SdT+Vdp+odAs +>BHpdnB

3、高度分散系统的热力学基本方程与单 位表面吉布斯函数 (1) 高度分散系统的热力学基本方程 = − + S +∑B B B dU TdS pdV σ dA µ dn dH = TdS+Vdp +σ dAS +∑B µ BdnB dA = −SdT − pdV +σ dAS +∑B µ BdnB dG = −SdT +Vdp +σ dAS +∑B µ BdnB