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表面現象與表面張力

閱讀:1661      發布時間:2010-03-15
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面現象

 

產生表面現象的原因

基本概念:表面(surface)與界面(interface):一相與另一相的分界面稱為界面,而體系內部稱為體相或本體(Bulk)。如其中一相為氣體,此界面稱為表面。所以表面為界面的一種特例。

由于界面相內分子受力情況與體相不同;產生了一些特殊的性質;表面化學和表面物理就是專門研究此種性質的學科。由于歷史原因,本應稱界面化學;而習慣上仍稱表面化學。

表面功,表面張力,界面張力,表面吉布斯自由能

 

表面功是一非體積功;它和表面積變化ΔA成正比;在等溫等壓下:

               >          自發

         -ΔG  =  W'     可逆

               <          反方向自發

在可逆情況下W'=σΔA;σ稱為比表面吉布斯自由能;又稱表面張力;由于G是容量性質把物系分為界面相和體相:因ΔG=ΔGb+ΔGS

dGb=-SdT+VdP+Σμdn=-δW'=-σdA

σdA=dGS;dGb=-SdT+VdP+Σμdn;

dG=dGb+dGS==-SdT+VdP+Σμdn+σdA;如不是可逆,雖然也有W'與ΔA成正比,但比例系數不等于σ;這是測量表面張力時須注意的。

σ單位J/M2=N/M;也等于單位長度上受到的力;既是力;當然應有方向;表面張力是沿表面切線方相的緊縮力。而物化中實際用的是單位面積上表面能;對于各向異性的固體;比表面能和表面張力是有區別的。

 

比表面 單位質量的物體具有的表面積稱為比表面。也有另一種定義,單位體積的物體具有的表面積稱為比表面,因固體堆積存在孔隙,用后一種定義往往和固體堆積的緊密度有關,實用的是前一種。

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美國科諾工業有限公司 (戰略合作伙伴:上海梭倫信息科技有限公司)

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