囫理容 第七章 al che 表面物理化学 难题解析 学生自测题 学生自测答案 难题解析OP 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迸行分析,而表面张力则是用 力学的方法来讨论的,因此物理意义不同。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 量纲、等价的单位和相同的数值。 例7-2 液体A在某毛细管中上升的高度为h,当把毛细管折断,使其高度竹<h,此时液体能否从毛细管 的顶端冒出?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<h,液体 能否从毛细管口滴下?为什么? 答:液体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,使其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1 第七章 表面物理化学 首 页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 难题解析 [TOP] 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，因此物理意义不同。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 量纲、等价的单位和相同的数值。 例 7-2 液体 A 在某毛细管中上升的高度为 h ，当把毛细管折断，使其高度 h< h，此时液体能否从毛细管 的顶端冒出？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 h< h，液体 能否从毛细管口滴下？为什么？ 答：液体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，使其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）