2.表面吉布斯函数 将内部分子移至表面,必须对所移动的 分子施加外力、做功,表面能量较物体内部 大。在等温、等压下,可逆增加单位表面积 所做的非体积功应等于体系的吉布斯函数的 变化。 表面能=非体积功 8W.=dG=rdA
11 2. 表面吉布斯函数 将内部分子移至表面,必须对所移动的 分子施加外力、做功,表面能量较物体内部 大。在等温、等 压下,可逆增加单位表面积 所做的非体积功应等于体系的吉布斯函数的 变化。 Wr = dG = rdA T,P,N ) A G r ( = 表面能=非体积功
r称为比表面自由能,单位为Jm2 所以多组分体系热力学基本方程通式为 dG =-SdT+VdP +rdA+udn dH TdS VdP +rdA+u,dn; dU=TdS-PdV+rdA+u,dn dF =-SdT-PdV+rdA+>u,dn 12
12 T,P,N ) A G r ( = r称为比表面自由能,单位为Jm-2 所以多组分体系热力学基本方程通式为 i dni dG = −SdT+VdP + rdA+ i dni dH = TdS +VdP + rdA + i dni dU = TdS −PdV+ rdA + i dni dF = −SdT−PdV+ rdA+
从多组分体系热力学基本方程可推导得: )PN=( AvN=(AsPN=(A T,V,N 3.对表面张力与比表面吉布斯函数说明 (1)r称为表面张力,也称为比表面吉布斯自由 能(函数),前者是从力的角度,后者是从能量 角度理解 (2)表面张力具有方向性:沿着与表面相切的 方向上任何单位长度线上的紧缩力。 13
13 从多组分体系热力学基本方程可推导得: T,P,N S,V,N S,P,N T,V,N ) A F ) ( A H ) ( A U ) ( A G r ( = = = = 3. 对表面张力与比表面吉布斯函数说明 (1) r称为表面张力,也称为比表面吉布斯自由 能(函数),前者是从力的角度,后者是从能量 角度理解。 (2) 表面张力具有方向性:沿着与表面相切的 方向上任何单位长度线上的紧缩力
(3)表面张力,也称为比表面吉布斯自由能在 数值上相等,量纲完全一致。Jm2=Nml (4)对于各向异性的固体,其表面张力(比表 面吉布斯自由能)与方向有关。 (⑤)纯液体的表面张力通常是指液体与饱和自 身蒸汽的空气接触时的表面张力
14 (3) 表面张力,也称为比表面吉布斯自由能在 数值上相等,量纲完全一致。Jm-2 = Nm-1 (4) 对于各向异性的固体,其表面张力(比表 面吉布斯自由能)与方向有关。 (5) 纯液体的表面张力通常是指液体与饱和自 身蒸汽的空气接触时的表面张力
4.影响表面张力因素 (1)物质的本性 表面张力是分子间相互作用的总结果, 因不同物质其分子间作用力不同,所以表 面张力也不同。一般来说,分子间作用力 大,其表面张力也大。 Is>n>rg I极性物质>「非极性物质 (2)与所接触的另一相物质有关P165表 10.1.1,表10.1.2,表10.1.3) 15
15 4. 影响表面张力因素 (1) 物质的本性 表面张力是分子间相互作用的总结果, 因不同物质其分子间作用力不同,所以表 面张力也不同。一般来说,分子间作用力 大,其表面张力也大。 rs > rl > rg r极性物质 > r非极性物质 (2) 与所接触的另一相物质有关(P165表 10.1.1,表10.1.2,表10.1.3)