class 11 计算共存相之间的界面张力
界面张力和界面过剩量
分散后液滴数
1 103 106 109 1012 1015 1018 1021
As / m 2
1.2610─3 1.2610─2 1.2610─1 1.26100 1.26101 1.26102 1.26103 1.26104
As0 / m2kg1
310─1 3100 3101 3102 3103 3104 3105 3106
σ(金属键)>σ(离子键)>σ(极性共价键)>σ(非极性共价键)
两种液体间的界面张力，界于两种液体表面张力之间。
（2）温度的影响 温度升高，表面张力下降。
（3）压力的影响 表面张力一般随压力的增加而下降。因为压力增
加，气相密度增加，表面分子受力不均匀性略有好转。 另外，若是气相中有别的物质，则压力增加，促使表 面吸附增加，气体溶解度增加，也使表面张力下降。
1 As
ni(s ) (n1(s ) As
0)
i ( 1
0)
取定特殊界面后，吉布斯单位界面过剩量就变成了
一般意义下的单位界面过剩量，而后者具有明确的
物理含义，这样就给出了吉布斯单位界面过剩量的
物理意义，同时也引出吉布斯单位界面过剩量的另
一个定义。Biblioteka 吉布斯单位界面过剩量：定义2
(1) i
def i
( 1
0)
(1) 1
0
ni(s ) > 0
正吸附
两种Gibbs单位界面过剩量的关系：
(1) i
def
i
1
ci( ) c1( )
ci( ) c1( )
(1) def i
i
( 1
0)
两者恒等，说明两者等价，定义2具有直观的物理
界面张力
界面，液-固界面，固-固界面。
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2013-12-30
气-液界面
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2013-12-30
气-固界面
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2013-12-30
液-液界面
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2013-12-30
液-固界面
pr p0 rgh p
正常沸点压强为p0
p0
p0 pr
pr
液体温度升高，形成过热液体 解决办法：加入沸石(预存气体)
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2013-12-30
(3) 过冷液体
指按照相平衡的条件，应当析出晶体而未析出的液体
在一定温度下，微小晶体的饱和蒸气压大于晶体，
(dn) RT ln( pr / p) 8rdr
将 dn 4r 2 (dr) r / M
开尔文公式的应用 毛细管凝结
代入，得 RT ln pr 2M 2Vm (l ) p rr r
凸液面 凹液面
上一内容
pr 2Vm (l ) RT ln p r pr 2Vm (l ) RT ln p r
μl，平 μs，平
μl，平 ＝μs，平
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μs，微 > μl，平 ＝μs，平
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2013-12-30
(4) 过饱和溶液
指按照相平衡的条件，应当析出晶体而未析出的溶液。 这是因为晶体的溶解度与晶粒的大小有关。晶体 颗粒越小，其溶解度就越大，对微晶来说就越不易达 到饱和。也就是说，当溶液的浓度对大晶体来说已达 到饱和时，而微小晶粒则还可以继续溶解。即微小晶 粒不可能存在。
(完整版)界面张力的原因和应用
1、界面张力介绍界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，如其中一相为气体，这种界面通常称作为表面。
在固体和液体相接触的界面处，或在两种不同液体相接触的界面上，单位面积内两种物质的分子，各自相对于本相内部相同数量的分子过剩自由能之加和值，就称为界面张力。
界面张力，也叫液体的表面张力，就是液体与空气间的界面张力。
严格说表面应是液体和固体与其饱和蒸汽之间的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。
常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。
液体与另一种不相混溶的液体接触，其界面产生的力叫液相与液相间的界面张力。
液体与固体表面接触，其界面产生的力叫液相与固相间的界面张力。
液体的表面张力，就是液体表面的自由能。
固体表面与空气的界面之间的界面张力，就是固体表面的自由能。
固体表面不同的材质，其表面自由能不同,金属和一般无机物表面的能量在 lOOmN/m以上，称为高能表面；塑料等有机物表面的能量较低，称为低能表面。
与表面张力不同，处在界面层的分子，一方面受到体相内相同物质分子的作用，另一方面受到性质不同的另一相中物质分子的作用，其作用力未必能相互抵消。
因此界面张力通常要比表面张力小得多。
表面张力是由液体分子间很大的内聚力引起的。
处于液体表面层中的分子比液体内部稀疏，所以它们受到指向液体内部的力的作用，使得液体表面层犹如张紧的橡皮膜，有收缩趋势，从而使液体尽可能地缩小它的表面面积。
我们知道，球形是一定体积下具有最小的表面积的几何形体。
因此，在表面张力的作用下，液滴总是力图保持球形，这就是我们常见的树叶上的水滴按近球形的原因。
表面张力的方向与液面相切，并与液面的任何两部分分界线垂直。
表面张力仅仅与液体的性质和温度有关。
一般情况下，温度越高，表面张力就越小。
另外杂质也会明显地改变液体的表面张力，比如洁净的水有很大的表面张力，而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小，也就是说，洁净水表面具有更大的收缩趋势。
界面张力的原因及应用
1.界面张力介绍界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区,如个中一相为气体,这种界面平日称作为概况.在固体和液体相接触的界面处,或在两种不合液体相接触的界面上,单位面积内两种物资的分子,各自相对于底细内部雷同数目的分子多余自由能之加和值,就称为界面张力.界面张力,也叫液体的概况张力,就是液体与空气间的界面张力.严厉说概况应是液体和固体与其饱和蒸汽之间的界面,但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的概况.罕有的界面有：气-液界面,气-固界面,液-液界面,液-固界面,固-固界面.液体与另一种不相混溶的液体接触,其界面产生的力叫液相与液相间的界面张力.液体与固体概况接触,其界面产生的力叫液相与固相间的界面张力.液体的概况张力,就是液体概况的自由能.固体概况与空气的界面之间的界面张力,就是固体概况的自由能.固体概况不合的材质,其概况自由能不合,金属和一般无机物概况的能量在 lOOmN/m以上,称为高能概况;塑料等有机物概况的能量较低,称为低能概况.与概况张力不合,处在界面层的分子,一方面受到体相内雷同物资分子的感化,另一方面受到性质不合的另一相中物资分子的感化,其感化力未必能互相抵消.是以界面张力平日要比概况张力小得多.概况张力是由液体分子间很大的内聚力引起的.处于液体概况层中的分子比液体内部稀少,所以它们受到指向液体内部的力的感化,使得液体概况层如同张紧的橡皮膜,有压缩趋向,从而使液体尽可能地缩小它的概况面积.我们知道,球形是必定体积下具有最小的概况积的几何形体.是以,在概况张力的感化下,液滴老是力争保持球形,这就是我们罕有的树叶上的水滴按近球形的原因.概况张力的偏向与液面相切,并与液面的任何两部分分界限垂直.概况张力仅仅与液体的性质和温度有关.一般情形下,温度越高,概况张力就越小.别的杂质也会显著地改变液体的概况张力,比方干净的水有很大的概况张力,而沾有番笕液的水的概况张力就比较小,也就是说,干清水概况具有更大的压缩趋向.超低界面张力的界说-1-1范围为低界面张力,高于上限为高界面张力,低于下限为超低界面张力.超低界面张力的运用范畴超低界面张力最重要的运用范畴是在增长原油收集率和形成微乳状接夜,而进步原油采收率的化学办法之一是在灌水时参加概况活性剂使油水界面张力下降,所加的概况活性剂应是源于丰硕且价钱低廉.为此,研讨最多的是石油磺酸盐.该概况活性剂溶液的构成是：水‘概况活性剂.盐,参加油相后,便产生由油.水.概况活性剂.盐构成的低界面张力体系,个中油相包含各类烃类,如烷烃,不饱和烃,芬芳烃,环烷烃及其混杂物,概况活性剂可所以单一组分或混杂物,盐类包含各类水溶性无机盐2.矿物浮选的基起源基本理润湿进程矿物可浮性利害的最直不雅标记,就是被水润湿的程度不合.易被水润湿的矿物(例如石英.云母等)称为亲水性矿物,不轻易被水润湿的矿物(例如石墨,辉钼矿等)叫做琉水性矿物.图12·2·1是水漓和蔼泡在不合矿物概况的铺展情形.图中矿物的上方是空气中水滴在矿物概况的铺展情势．从左至右,跟着矿物索水程度的削弱,水滴越来越难于铺展而成为球形,图中矿物下方是水中气泡在矿物概况附着的情势,气泡的外形正好与水 jI|的外形相反,从右至左·跟着矿物概况索水性的加强．气泡变由此可知,在气相与液相之间为了占领固体概况而消失着一种竞争.此外,矿物概况上液相为另一相(气相或油相)代替的前提也是异常重要的,杜普雷(Dupre)起首运用热力学进行研讨,臭斯特豪夫(Ost erhof)等人提出了三种根本润湿情势,即附着润湿(4),铺展润湿(6)和漫没润湿(c),如图12．2．2所示.图中的液相是水,另一相为空气.假如以油代替空气．并以其他液体代替水.其关系仍然雷同.该体系由本来状况改变成最终状况时单位面积上所作的功,此功等于体系位能的损掉.是以它是体系变更的推进力的判据.为简化起见,略去重力和静电力.很多学者用润湿进程来解释浮选的道理,以为：(1)表层浮选根本上取决于矿物概况的空气是否能被水所代替,如水不克不及代替矿物概况上的空气,即矿物概况不轻易润湿,则此矿物体就将飘浮在水面上,(2)全油浮选是因为被浮矿物概况的亲油性和疏水性所造成的,(3)泡沫浮选是因为被浮矿物经浮选剂处理,造成了概况疏水性而附着于气泡上浮. 可见,懂得矿物概况上一种液体(例如水或油)代替另一种流体(如空气)的进程亦即润湿进程的纪律性.对浮选具有现实意义.很多学者用润湿进程来解释浮选的道理,以为：(1)表层浮选根本上取决于矿物概况的空气是否能被水所代替,如水不克不及代替矿物概况上的空气,即矿物概况不轻易润湿,则此矿物体就将飘浮在水面上,(2)全油浮选是因为被浮矿物概况的亲油性和疏水性所造成的,(3)泡沫浮选是因为被浮矿物经浮选剂处理,造成了概况疏水性而附着于气泡上浮. 可见,懂得矿物概况上一种液体(例如水或油)代替另一种流体(如空气)的进程亦即润湿进程的纪律性.对浮选具有现实意义.吸附对浮选的意义1.概念：吸附：是液体（或气体）中某种物资在相界面上产生浓度增高或下降的现象.正吸附：当参加某种物资后,使溶液概况能下降,概况层溶质的浓度大于溶液内部的浓度,浓度增高现象.这种物资称为概况活性剂.负吸附：当参加某种物资后,使溶液概况能增高,概况层溶质的浓度小于溶液内部的浓度,浓度下降现象.这种物资称为非概况活性剂.吸附量：必定温度下,当吸附达到均衡时,单位面积上所吸附的吸附质的摩尔数,经常运用“Γ”暗示.2.意义：吸附是浮进程中,相间互相感化的一种重要情势,此外还有接收,粘赞同多相化学反响.研讨浮选进程中的吸附现象,对摸索浮选理论和指点浮选实践均有重要意义.二.吸附类型：吸附分为物理吸赞同化学吸附.两者差别：吸附基面上的化学质点与吸附质之间是否产生化学键的联合.凡由化学键力引起的吸附称为化学吸附;凡由分子键力引起的吸附称为物理吸附.物理吸附：分子吸附,双电层集中层吸附,半胶半吸附.化学吸附：离子吸附,双电层内层吸赞同特征吸附.1.分子吸附:溶液中被消融的溶质,以分子情势吸附到固---液,气---液等相界面上,称为分子吸附.吸附的成果不改变矿物概况电性.2.离子吸附：溶质离子在矿物概况吸附,称为离子吸附.（1）定位吸附：定位离子在定位层产生的吸附,具有强的选择性和无代替性,成果改变电性.（2）交流吸附：一种离子交流矿物概况的另一种离子而吸附在矿物概况上.定位吸赞同交流吸附经常同时产生,常在矿物概况生成不溶性盐类,可以改变矿物概况的电性（包含数目和符号）.3.双电层的吸附：（1）双电层内层吸附----定位吸附（2）双电层外层吸附：慎密层吸附：静电力.范德华力和化学键力.集中层吸附：静电力.4.半胶束吸附：长烃链非极性端在范德华力的感化下,产生缔合感化,形成相似胶体的构造.5.特征吸附：双电层吸附中除静电吸附以外的吸附.对溶液中某种组分有特别的亲合力.三.气---液界面的吸附现象起泡剂是一种概况活性物资,在气---液界面上呈单分子层定向吸附分子中非极性基透过界面穿过气相,而极性基留在液体中.非极性基以范德华力互相感化,极性基互相排挤,又与水偶极子互相吸引.3.去污感化机理（1）非离子型去污剂的感化道理是什么这类去污剂具有两亲构造的分子构造,疏水基原料是具有生动氢原子的疏水化合物,如高碳醇,脂肪酸,高碳脂肪胺,脂肪酰胺等物资.疏水基原料有环氧乙烷,聚乙二醇等.其机理是感化在界面上的概况活性剂分子,下降了界面自由能,改变了污垢与基质的界面性质,经由过程吸引电荷相斥或吸附层的铺展压,使污垢从基质上移去,在经卷离,乳化,疏散,增溶等感化,籍机械力,流体力学等身分,随溶液除去（2）什么是皂化感化？番笕去污的道理是什么？番笕也洗衣粉的道理是一样的么？E是起什么感化？是进步效力照样本身也是去污的呢？番笕去污的道理是什么？番笕的制法就不讲了,番笕是硬脂酸钠（十八酸钠）或十八烯酸钠.或油酸钠,这些高等脂肪酸钠的分子,可以分成两部分,一部分是羧基钠盐-COO（-）Na(+),羧基阴离子是易溶于水的基团叫亲水基,它使得番笕具有水溶性;另一部分是较长的烃基部分,不溶于水而溶于非极性溶剂叫憎水基.番笕分子在水中时,它们的烃基部分彼此靠范德华力联合在一路,形成球状而将-COO（-）Na(+)部分,吐露在球面上.如许番笕溶于水时,就形成了很多外面被亲水基包着的小球而疏散在水中.当番笕擦在沾油的水中衣上时憎水基快活爱好油,变拔出沾油的衣中,亲水基憎油变拔出水分子中,两手擦洗,油被疏散成渺小的颗粒,番笕分子中的烃基溶于油粒中,而羧基部分则留在油粒外面,如许,每一个渺小的油粒外面都被很多亲水基包抄着悬浮于水中,成为乳浊液,这种现象叫乳化.就似乎几十把钢扦,拔出很大的石头中,大家齐用力,就把石头抬出来了一样.用水一冲就干净了.这是现代洗涤剂的一个配合去污道理,再加发泡剂.胶溶剂.喷鼻料.润湿剂等等,就构成了洗涤剂.现代日本的洗涤剂是叫五颜六色的番笕片做成的,椐研讨说碳链的长度对去污才能有很大的关糸,太长,消融性变小,太短去污才能差,如今科学家们正在摸索这个长度和什么样的亲水基和什么样的憎水基最好,愿望在明天！4.胶体粒子的制备办法收集胶体金溶液的制备有很多种办法,个中最经常运用的是化学还原法,根本的道理是向必定浓度的金溶液内参加必定量的还原剂使金离子变成金原子.今朝经常运用的还原剂有：白磷.乙醇.过氧化氢.硼氢化钠.抗坏血酸.枸橼酸钠.鞣酸等,下面分别介绍制备不合大小颗粒的胶体金溶液.一.制备胶体金的预备（一）玻璃器皿的干净制备胶体金的成功与掉败除试剂身分以外玻璃器皿干净是异常症结的一步.假如玻璃器皿内不干净或者有尘土落入就会干扰胶体金颗粒的生成,形成的颗粒大小不一,色彩微红.无色或混浊不透明.我们的经验是制备胶体金的所有玻璃器皿先用自来水把玻璃器皿上的尘土流水冲洗干净,参加干净液（重铬酸钾1000g,参加浓硫酸2500ml,加蒸馏水至10000ml）浸泡24h,自来水洗净干净液,然后每个玻璃器皿用洗洁剂洗3～4次,自来水冲洗掉落洗洁剂,用蒸馏水洗3～4次,再用双蒸水把每个器皿洗3～4次,烤箱湿润后备用.经由过程此办法的处理玻璃器皿不须要硅化处理,而直接制备胶体金.也可用已经制备的胶体金溶液,用一致大不颗粒的金溶液去包被所用的玻璃器皿的概况,然后弃去,再用双蒸水洗净,即可运用,如许后果更好,因为削减了金颗粒的吸附感化.（二）试剂的配制请求（1）所有配制试剂的容器均按以上请求酸处理洗净,配制试剂用双蒸馏水或三蒸馏水.（2）氯化金（HauCl4水溶液的配制：将lg的氯化金一次消融于双蒸水中配成1%的水溶液.放在4”c冰箱内保管长达几个月至1年阁下,仍保持稳固.（3）白磷或黄磷乙醚溶液的配制：白磷在空气中易燃烧,要非分特别当心操纵.把白磷在双蒸水中切成小块,放在滤纸上吸于水份后,敏捷放入已预备好的乙醚中去,轻轻动摇,等完整消融后即得饱和溶液.储藏于棕色密闭瓶内,放在阴凉处保管.二.制备胶体金的办法和步调（一）白磷还原法1．白磷还原法（zSigmondy 1905年）（1）取1%的HAuCl4水溶液1ml,加双蒸水99ml配成0.01%的HAuCl4水溶液.2CO3调pH至7.2.（3）加热煮沸腾,敏捷参加0.5ml20%白磷的饱和乙醚溶液,振荡数分钟至溶液呈现橙红色时即成.胶体金的颗粒直径为3nm阁下,大小较平均.2．白磷还原法（zSigmondy 1905及z Sigmondy Thiessen 1925）（1）取0.6%的HAuCl4水溶液2.5ml,加双蒸水120ml .2CO3,调pH至中性.（3）参加1/5饱和度的白磷乙醚溶液1ml（1份白磷4份乙醚）,在室温振荡约15min ,溶液呈红褐色,再加热至典范的葡萄酒红色,加热可使乙醚蒸发,胶体金液体内过量的白磷通入空气后被氧化,此办法获得胶体金颗粒的直径在5～12nm之间.3．白磷还原法的改进法（Henegouwen1986）（1）取20%饱和度白磷乙醚溶液0.5ml,加双蒸水60ml .（2）用1%的HAuCl42CO30.6ml, 振荡变成棕红色.（3）加热煮沸,至溶液变成透明红色.运用上述办法增长还原次数使金颗粒直径不竭增大,二者之间的关系见表5-1.表5-1 胶体金颗粒大小与还原次数之间的关系此办法重要长处是简化了制备不合大小的颗粒胶体金的手续和其它试剂的配制,经济.操纵简略.别的,在多次还原进程中氯化金不再形成新的金颗粒,只是在本来金粒子基本上使它的直径变大.第一次金颗粒起着“晶核”的感化.因为这一特色,制备的金颗粒相对平均一致.（二）抗体血酸还原法（Stathis and Fabrikanos 1958）（1）将在4℃预冷的1%HAuCl42CO31.5ml.双蒸水25ml混匀.（2）在搅拌下参加1ml0.7%抗坏血酸水溶液,立刻呈现紫红色.（3）加双蒸水至100ml,加热至溶液变成透明红色为止.胶体金颗粒直径为8～13nm.（三）柠檬酸三钠还原法（Frens 1973）此办法是由Frens在1973年创立的,制备程序很简略,胶体金的颗粒大小较一致,广为采取.该法一般先将0.01%的HAuCl4溶液加热至沸腾,敏捷参加必定量1%柠檬酸三钠水溶液,开端有些蓝色,然后浅蓝.蓝色,再加热消失红色,煮沸7～10min消失透明的橙红色.各类颗粒的胶体金制备详见表5-2.表5-2 柠檬酸三钠用量与胶体金颗粒直径的关系按照Frens法还可以制备出其它不合颗粒大小的胶体金出来.很多研讨证实用该法制备胶体金时金颗粒的大小是柠檬酸三钠用量的函数,根本的纪律是柠檬酸三钠用量多,胶体金颗粒直径小,柠檬酸三钠用量越少,腔体金颗粒直径越大.（四）鞣酸—柠檬酸三钠还原法（Slot与Gueeze1985年）该法是以1982年Muhlpfordt法为基本,1985年Slot与Geuze对该法进行了改进,特色是经由过程改变鞣酸的用量制备出多种颗粒直径的胶体金,并且颗粒的直径平均一致,很合适于双标及多标研讨.制备3nm.5nm.10nm.15nm的胶体金颗粒见表5-3.表5-3 鞣酸—柠檬酸三钠还原法操纵步调：（1）依据所须要的胶体金颗粒分别配制A液和B液.（2）将配制好的A.B两液在水浴内加热到60℃,并经由过程控温装配使温度保持稳固.（3）在电磁搅拌器上搅拌A液敏捷参加B液,持续加热直至胶体金变成葡萄酒色,时光大约7～10min.在A.B两液混杂后可见溶液立刻变成蓝色,大约1～3min就变成红色.用鞣酸—柠檬酸三钠还原法,柠檬酸三钠重要为还原剂,而鞣酸则有双重感化,一是还原感化,二是呵护感化,掌握“晶核”的形成进程,也就是说鞣酸的用量若干决议胶体金颗粒的大小形成,是以改变鞣酸的用量就可以改变胶体金的颗粒大小,达到制备不合直径颗粒的胶体金之目标.（五）乙醇超声波还原法（Baigent and Muller 1980）（1）1%HAuCl4水溶浓0.2ml参加100ml双蒸水.2CO3调pH至中性,再参加1ml乙醇.（3）用20KC.125w超声波探头浸入溶液内进行超声振荡,由此法制得的胶体金颗粒为6～10nm.（六）硼氢化钠还原法（Tschopp et al 1982）（1）将预冷在4℃的40ml双蒸水中参加0.6ml 1%的HAuCl4.2CO3,0.2ml.（3）在搅拌下,敏捷参加新颖配制的硼氢化钠水溶液（0.5mg/ml）0.4ml,一般反复参加3～5次,直至溶液的兰紫色变成橙红色为至.然后再搅拌5min,获得的金颗粒直径在2～5nm之间.（七）放射性胶体金的制备办法（Kent and Allen 1981）（1）取0.01%HAuCl4上水溶液100ml,加热至沸腾.（2）参加40μl195Au.（3）敏捷参加4ml1%柠檬酸三钠水溶液,5～7min消失透明的橙红色.（4）其含量为I×106脉冲数/min.（八）微波制备液体金办法.媒介：一种胶体银纳米粒子的制备办法,起首,将PVP水溶液与硝酸银溶液按PVP与硝酸银中银离子的质量比为1～15∶1进行混杂;然后,在获得的混杂溶液中加丙酮,参加的丙酮与硝酸银中银离子的质量之比为5～10∶1;最后在辐射波长为253.7- 300nm,为14～2000W紫外灯照耀下以0.5～60mL/min的流速流经石英蛇形管即可.本创造将PVP,丙酮和硝酸银水溶液注入石英蛇形螺旋管中,并在螺旋管中拔出紫外灯进行紫外照耀,经由过程简略的混杂及紫外照耀即可获得粒径散布平均的银纳米粒子的胶体溶液,且在全部制备进程中无有毒物资或情形污染物.产生,制备的粒子尺寸轻易掌握,并且可以实现持续大范围临盆.胶体的制备办法：面筋情形：当您在一点点水熔化的糖或盐的含量,我们留意到,糖或盐完整消融于水,不克不及分别,过滤或不Baltroyq的解决计划被称为真实的.假如你把适量的水有点沙子洛奇这个解决计划,我们得到的水,你可以看到用肉眼砂颗粒（分钟）,假如你留在锅的底部的沙粒的混杂物聚积的沙子被停牌.这两个极端之间的前提的情形下打德律风的胶体粒子的大小,个中一分钟之间的体积和分子吊坠真正解决大小让步,这就是所谓的胶体.胶体溶液办法制备：有两种方法预备胶体：办法取决于材料碎片,使范围内胶体粒子的大小,称为集中法基本的办法,收集粒子,成为真正的解决办法,甚至在更大的范围被称为（聚合或凝聚）糯米方法多种多样.一.办法传播：分为：机械办法,方法电力,Albptnp（零售）,超音波.机械办法：在这种情形下研磨材料,直到它到达胶体颗粒大小的范围和在特别的机械称为胶体磨.二.电气：将这个单元格,电解,那边的金属阴极材料是舒展和电解液是氢氧化钠溶液,并经由过程在阴极的高强度Vihrr钠流,并与金属归并和反响在这个Almmelgm钠与水的溶液中敏捷舒展的金属工艺胶体电解质溶液状况.三.Albptnp（零售）：这个进程可以转化从非胶体的胶体状况的情形,而溶剂或作为可以接收的情势身分或身分Albptnp已知的任何添加剂的影响的材料.Albptnp一般取决于吸附中间分类出版商广泛,这可能产生在材料是爱拜访溶剂（Iofeli）的情形.例如：氢氧化铝,措辞回身对胶体增加了稀盐酸小案件的预备（DNA是一种身分是Albptnp四.超声波：与穗位高频率的声波无法触摸到,具有较高的才能,使他们可以或许打破文章颗粒大小在胶体范围之内.Interfacial tension theory and application 概况张力理论及运用。
界面现象--第1节：表面张力
5
表面和界面(surface and interface)
2.气-固界面（固体表面）
6
表面和界面(surface and interface)
3.液-液界面
7
表面和界面(surface and interface)
4.液-固界面
8
表面和界面(surface and interface)
dG = -SdT + Vdp + a B BdnB(a) + gdAs
dU = TdS - pdV + aBBdnB(a) + gdAs dH = TdS + Vdp + aB BdnB(a) + gdAs
dA = -SdT - pdV + aB BdnB(a) + gdAs
17
热力学公式
G U A A s T,p,nB（） s S ,V ,nB( ) H A A A s S , p ,nB( ) s T ,V ,nB( )
保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积
时，Gibbs函数的增加值称为表面吉布斯函数，或简
称表面能，用符号σ 或γ 表示，单位为J· m-2。
16
热力学公式
若将表面积 As 列为系统状态参数之一, 则状态函数G 表示为: G = f (T, p, As , n1 , n2 , n3 , …) (仅一个界面积发生变化的情况)
1 atm 10 atm
H2O = 72.8 mN/m H2O = 71.8 mN/m
21
界面张力及其影响因素
• 人 脑
• 叶绿素
物化界面现象知识点总结
物化界面现象知识点总结物化界面现象是指两种或两种以上不同物质（或不同物质的两种物理状态）之间相互接触、相互影响的表面现象。
这些现象在日常生活中无处不在，比如水珠在玻璃表面的现象、油和水的不相溶性现象、以及固体表面的粗糙程度对摩擦力的影响等等。
在工业生产、科学研究、生活实践等方面，物化界面现象都起到了重要的作用。
因此，了解和掌握物化界面现象的知识是十分重要的。
在这里，我将对物化界面现象的相关知识点进行总结，包括表面张力、接触角、浸润性、毛细现象、界面活性剂等内容。
一、表面张力表面张力是液体表面上的一种由分子间相互作用力引起的力。
在液体表面处，分子受到的作用力来自两个方向：一方面来自于液体表面上的临近分子，另一方面来自于表面下方的那些分子。
这两个方向上的作用力不平衡，因此液体分子呈现出对表面内部的收缩趋势，这种趋势可以看作是表面张力的体现。
表面张力的大小与液体的性质有关，通常用表面张力系数σ来描述。
它的大小与液体的特性、温度、压力等因素有关。
表面张力的表现形式主要有两种：一是使液体表面成为弹性膜的现象，比如肥皂泡；二是使液体内部呈现出平设置立体的现象，比如水银在玻璃板上的现象。
二、接触角接触角是指三个相互接触的介质在接触点上所形成的角。
常见的接触角有两种：一种是固体与液体之间的接触角，另一种是气体与固体之间的接触角。
固体与液体之间的接触角是由固液表面张力和液体表面张力所共同决定的，它决定着液体在固体表面上的浸润性。
当接触角小于90度时，称为润湿；当接触角大于90度时，称为不润湿。
接触角的大小与物质的性质、表面形貌、温度、压力等因素有关。
气体与固体之间的接触角也受到相似的因素的影响，它反映了气体对固体表面的浸润性。
当接触角小于90度时，称为亲水性；当接触角大于90度时，称为疏水性。
三、浸润性浸润性是物体固体表面和液体之间相互作用的结果。
当液滴接触到固体表面时，有两种可能的结果：一是液滴可以完全浸润固体表面，称为完全浸润；另一种是液滴无法完全浸入固体表面，称为不完全浸润。
class_11_计算共存相之间的界面张力-materials studio
2. 执行DPD 模拟 现在需要指定输出输出文件的名称。 选择Job Control 标签。去掉Automatic 前面的对勾，并在Job Description 里输入Oil_Water。计算所有产生的文档名称都将会包括oil_water 的前缀。 按下Run 按钮。等待作业结束，并进入到下一部份。
3．分析运算结果，并获得界面张力 如下图，计算结果为oil_water.mtd 文档。 按下Animation 工具栏上的按钮。
(提示：要显示Animation 工具栏，请 首先从View 菜单中选择Toolbars，并 选中Animation。)
从下拉菜单中选Options 将playback speed 设为Slow 将playback style设为Loop
现在可以通过动画播放计算的结果。 * 确定oil-water.mtd被激活 * 单击Animation 工具栏的 * 在动画演示的过程中，油珠子和水珠子将发生分离。从Animation 中的 Options上可以看到每一步时水、油的混合情况。
。)
双击oil_water.Dpd_out 文档，将屏幕滚动到文档的最后部分。Oil-water. Dpd_out 文件的最后部分将会报道体系的界面张力。
现在你需要指定这些珠子之间是如何作用的。选择Interactions 标签。在 本例中相互作用的默认值就比较合适，因此在这里不需要作任何改变。 选择System 标签。在当前体系中，并没有包括水。你必须改变两种组 分的相对数量，以使油和水的数量相等。将Relative amounts fields 的两个 数值都改为0.5。 如上面所说，需要一个非立方的模拟单元来确定界面发生在X 方向。因 此，需要增加X方向的长度，并且缩小Y、Z 方向的长度。在System extent 部 分的第一项上单击，将数值从10.0 改为15。将其他两部分改为6.0。
聚合物共混界面张力
聚合物共混界面张力全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：聚合物共混界面张力是指在聚合物共混体系中，不同聚合物之间的相互作用所产生的界面张力。
在共混体系中，由于不同聚合物的化学结构和物理性质的差异，使得它们在混合过程中难以完全相容。
这种不相容性会导致共混体系中存在较大的界面张力，从而影响共混体系的性能和稳定性。
在聚合物共混界面张力的研究中，通常会考虑到两种主要的相互作用力：相互吸引力和排斥力。
相互吸引力来源于不同聚合物之间的分子相互作用力，包括范德华力、氢键和离子键等；而排斥力则是由于不同聚合物之间的不相容性所产生的斥力。
这些相互作用力的竞争会使得共混体系中产生较大的界面张力，这种界面张力对共混体系的力学性能、稳定性和加工性能都会产生重要影响。
在工程应用中，聚合物共混界面张力是一个非常重要的研究课题。
正是由于共混界面张力的存在，使得共混聚合物在实际应用中往往会表现出一些特殊的性能。
比如在共混聚合物材料的制备过程中，由于界面张力的存在，会导致共混物质在熔融过程中的界面分离现象，从而影响共混物质的加工性能和成型性能。
在共混聚合物材料的性能研究中，通常会通过表征共混体系的表面张力和界面能来探究不同聚合物之间的相互作用机制，从而优化共混体系的配方设计，提高共混聚合物材料的性能和稳定性。
除了共混体系中的界面张力之外，还有一些其他因素也会影响共混聚合物材料的最终性能。
比如在共混过程中，溶剂的选择和添加量、混合温度和过程时间等因素都会对共混体系中的界面张力产生影响。
在共混聚合物材料的研究和生产过程中，需要综合考虑这些因素，以优化共混体系的配方和生产工艺，从而提高共混聚合物材料的性能和稳定性。
聚合物共混界面张力是影响共混聚合物材料性能和稳定性的一个重要因素。
通过深入研究共混体系中的界面张力，可以更好地理解共混聚合物材料的形成机制和性能表现规律，为共混聚合物材料的研究和应用提供重要的理论基础和指导意义。
希望未来在共混聚合物材料领域的研究中，能够进一步深化对共混界面张力的认识，提高共混聚合物材料的性能和应用水平。
物理化学第六版第十章界面现象课后思考题
物理化学第六版第十章界面现象课后思考题
（原创版）
目录
1.物理化学第六版第十章界面现象概述
2.课后思考题解答
正文
一、物理化学第六版第十章界面现象概述
物理化学第六版第十章主要讲述了界面现象，界面现象是指发生在两种不同相（如固相与液相、液相与气相等）之间的物理化学现象。
在这一章中，我们学习了界面张力、表面能、润湿现象等相关知识。
通过学习这些内容，我们可以更好地理解不同相之间的相互作用，从而为实际应用提供理论基础。
二、课后思考题解答
课后思考题 1：请简述界面张力的概念及其对界面现象的影响。
答：界面张力是指作用在液体界面上的力，使得液体表面有缩小的趋势。
界面张力的大小取决于液体的性质以及液体之间的相互作用。
界面张力对界面现象有重要影响，它决定了液体滴的形成、液滴的合并以及液体在固体表面的展开等过程。
课后思考题 2：请举例说明表面能的概念，并分析其在实际应用中的意义。
答：表面能是指在标准状态下，将一个物质的表面从完美晶体变为实际表面所需要的能量。
表面能可以通过吉布斯吸附等温线来测量。
在实际应用中，表面能对材料的润湿性、腐蚀性以及催化活性等方面具有重要意义。
课后思考题 3：请简述润湿现象及其分类。
答：润湿现象是指液体在固体表面上的展开过程。
根据液体在固体表面上的行为，润湿现象可分为三种类型：附着润湿、铺展润湿和毛细润湿。
润湿现象对涂料、粘合剂等材料的性能有重要影响。
通过学习物理化学第六版第十章界面现象，我们可以深入了解不同相之间的相互作用，为实际应用提供理论基础。
界面张力
第九章 界面张力教学目的与要求 理解表面张力和表面Gibbs 函数的概念。
理解弯曲界面的附加压力概念和LapLace 公式、Ke1vin 公式。
了解润湿、接触角和Young 方程，了解物理吸附与化学吸附的含义和区别。
掌握Langmuir 单分子层吸附模型和吸附等温式了解溶液界面的吸附及表面活性物质的作用。
理解Gibbs 吸附等温式。
教学重点与难点 重点：Laplace 方程、Kelvin 公式、Langmuir 吸附等温式和Gibbs 吸附等温式等公式及其应用。
难点：表面张力和附加压力的关系，Gibbs 表面相的概念。
作业 9.2 9.4 9.6 9.10 9.14 9.209-1 界面张力界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。
常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。
比表面通常用来表示物质分散的程度，有两种常用的表示方法：一种是单位质量的固体所具有的表面积；另一种是单位体积固体所具有的表面积。
即：s s s / /V a A m A A V ==或式中，m 和V 分别为固体的质量和体积，A s 为其表面积。
目前常用的测定表面积的方法有BET 法和色谱法。
把物质分散成细小微粒的程度称为分散度。
把一定大小的物质分割得越小，则分散度越高，比表面也越大。
例如，把边长为1cm 的立方体1cm 3逐渐分割成小立方体时，比表面增长情况列于下表：边长l/m 立方体数 比表面A v /（m 2/m 3）1×10-2 1 6 ×1021×10-3 103 6 ×1031×10-5 109 6 ×1051×10-7 1015 6 ×1071×10-9 1021 6 ×109一．液体的表面张力、表面功及表面吉布斯函数表面层分子与内部分子相比，它们所处的环境不同。
高中化学竞赛【界面现象和胶体分散体系】
物质称为非表面活性物质。
返回 22
三、吉布斯吸附等温方程（简称吉布斯吸附公式）
实验发现：溶液的加入能改变溶剂的表面张力时， 溶质在表面层与在溶液本体的浓度不同。把溶质 在表面层中与在本体溶液中浓度不同的现象称作 “溶液表面吸附”。
溶质在表面层的浓度大于本体浓度，叫做“正吸 附”。
返回 20
能显著降低水的表面张力的物质称为表面活性物 质。 习惯上表面活性物质指能显著降低 的水的表面张力含有8个碳以上碳链 的两亲性有机化合物。
两亲分子：含有亲水基 例如: —COOH基
和憎水基—碳氢链 表示为右图：
21
特劳具（Tranbe）在研究脂 肪酸同系物的表面 活性物质时发现，表面张力 降低效应随碳氢链的增 长而增加，每增加一个— CH2—，表面张力降低效应 平均可增加3.2倍，该规则称 为特劳具规则。 实例如图：
返回 30
一、表面活性物质的基本性质和分类 1、分子在两相界面上定向排列
返回 17
S1/2=2，3-(1,3+1,2) S1/2：称作铺展系数。 S1/2为正值，液体1在液体2上铺展。 S1/2为负值，液体1不能在液体2上铺展。 总之， 较小的液体能在 较大的液体上铺 展,较大的液体不能在 较小的液体上铺展。例 如：油可以在水上铺展，但水不可以在油上铺展
二、溶液的表面张力与浓度的关系：
溶解度与晶体颗粒大小的关系为：
RT ln Cr C0
2M S ~ H2O R'S
6 7
Cr：半径为 R‘微小晶体的溶解度，C0：大块晶 体的溶解度；s-水：固体与 H2O 的界面张力； ρ(s)：固体的溶液； M：固体的摩尔质量
II、微小晶体的熔点低于大块晶体的熔点
物理化学第六版第十章界面现象课后思考题
物理化学第六版第十章界面现象课后思考题摘要：1.物理化学第六版第十章界面现象概述2.课后思考题解答正文：一、物理化学第六版第十章界面现象概述物理化学第六版第十章主要讲述了界面现象，这是物理化学中的一个重要内容。
界面现象是指两种或多种物质相互接触时，由于它们之间的相互作用力不同，会发生的一系列现象。
这些现象包括表面张力、接触角、界面电荷等。
本章主要通过讲述这些现象，使读者了解并掌握界面现象的基本概念和相关知识。
二、课后思考题解答1.问题一：请简述表面张力的概念及其产生原因。
答：表面张力是指液体分子之间的相互作用力。
当液体与气体接触时，液体表面层的分子受到气体分子的吸引，使液体表面层的分子间距大于液体内部分子间距，从而使液体表面形成一个收缩的趋势。
这种使液体表面有收缩趋势的力称为表面张力。
2.问题二：请解释接触角的概念，并举例说明。
答：接触角是指液体与固体接触时，液体与固体的界面形成的角度。
接触角可以用来判断液体与固体的亲水性或疏水性。
当接触角小于90°时，液体与固体呈亲水性；当接触角大于90°时，液体与固体呈疏水性。
例如，水滴在玻璃板上时，水滴与玻璃板接触角大于90°，说明水与玻璃呈疏水性。
3.问题三：请简述界面电荷的概念及其产生原因。
答：界面电荷是指在两种介质接触的界面上，由于介质的极性不同，会产生电荷分布的现象。
当两种介质接触时，如果它们的极性不同，就会在接触界面上产生正负电荷。
这些电荷称为界面电荷。
例如，当金属与非金属接触时，由于金属表面的电子与非金属表面的电子互相转移，会在接触界面上产生界面电荷。
通过以上解答，我们可以更好地理解物理化学第六版第十章界面现象的相关知识。
界面张力 (1)详解
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2019/4/9
1.液体的表面张力、表面功及表面吉布斯函数
最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。
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2019/4/9
液体内部分子所受的力可以彼此抵消，但表面分子受到体
相分子的拉力大，受到气相分子的拉力小(因为气相密度低)，
所以表面分子受到被拉入体相的作用力。 这种作用力使表面有自动收缩
Wr'
γ：表面吉布斯函数。系统增加单位表面所增加的吉布斯函数。
单位：J· m-2
γ ：表面张力，表面功，表面吉布斯函数
具有相同量值和量纲的不同的三个物理量 补充说明： 表面： 气 -液 气 -固
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界面： 液-液 液-固 固-固
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2019/4/9
如果在金属线框中间系一线圈，一起浸
物理化学电子教案—第十章
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2019/4/9
水蚂蚱为什么能浮在水面？
界面张力
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2019/4/9
第十章
界面现象
§10.1 界面张力
§10.2 弯曲表面下的附加压力及其后果
§10.3 固体表面 §10.4 液-固界面现象 §10.5 溶液表面
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2019/4/9
表面和界面(surface and interface)
界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，
若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。
严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间 的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为 液体或固体的表面。 常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液
界面 表面张力
表面层分子的势能比体相内分子的势能高。表面愈大，则有愈 多的分子在表面层，整个体系的势能就愈高。 任何体系有自动减少势能的趋势，这就导致： ① 液体表面有自动收缩的趋势
② 界面层分子有自发吸附外来分子使势能下降的趋势
③ 欲产生新的表面，即把分子从体相移到表面，就需消耗外 功。（称为表面功，它是非体积功的一种W表’）
毛细管内为凹液面， △P=P内-P外=Pg-Pl ， 液面下液体的压力 Pl<Pg，液体在毛细管中 会自动上升，上升的高度h满足下式：
hg P
上升液柱产 生的静压力
2 r
h= 2 cos r g
对于凸液面：如将毛细管插入汞内，汞不能润湿管壁，这时 毛细管内为凸液面， △P=P内-P外=Pl-Pg ，液面下液体的压力 Pl>Pg，则呈现毛细管中水银面下降的现象，下降的深度 h 计算 公式同上。
dl
M
F
γ L
F∝2L；F= γ · γ =F/2L 2L；
N
表面张力：引起液体表面收缩的单位上的力
此实验证明，液体表面层存在着一个平行于液面，垂直于分界 线的力，此力使表面收缩 —— 表面张力。
γ
γ
γ
γ
对于弯曲液面，表面张力则与液面相 切。
γ
表面张力
γ
●
对于凹液面：如将毛细管插入水中，水能润湿管壁，这时
界面现象产生的原因：由于界面层的分子和内部分子的处境 不同，致使界面层（表面）分子的能量比内部分子高。以液体 和其蒸气构成的体系为例分析：（这里的界面是 液—气界面， 又称为表面。）
●
下图中r为分子作用力半径，一般取厚度=r的一薄层为表面层
气 r
m m’
rLeabharlann 液如有一个分子m在内部（体相），一个分子m’在表面层，分别 画出分子作用力圈。斥力只和邻近分子有关，m，m’受斥力相 等，但二者受的引力不等。表面层分子m’缺少了一些能和它相 吸的分子。引力使势能下降，这样表面层分子的势能就比体相 内分子高一些。
材料热力学4.界面自由能和界面张力.吴申庆
（1-11）
即前面右图的关系
通常单位面积的界面自由焓Gs简称为界 面能，其单位为尔格/厘米2（erg/cm2）或 达因/厘米2（dyn/cm,此为表面张力的单 位）。对于液气界面这个量一般称为表面 能或比表面能。
b.表面张力
dl
r
dr
如图，在相平衡条件下求界面 或表面作用于其本身的周界上 的力。由于界面上的总界面能 为GsA（A为面积），作用于周 界上某线元dl上的力为
材料热力学 Thermodynamics of Materials
材料科学与工程学院 吴申庆
2012.3
如果吹的是玻璃液，金属液，她的感觉有什么不同？
秋荷一滴露， 清夜坠玄天； 将来玉盘约７９２年） 的一首五言绝句，篇名为“咏露珠”￣
水泥基复合材料的界面
（1-2）
根据物理化学中的对应系数关系式：
（1-3） 则（1-2）式变为：
G S T P, A
G V P T , A
（1-4）
G dG SdT VdP dA A P,T
（1-5）
（1-6） （1-7） （1-8）
参考文献：
（1）A.W. Adamson：表面的物理化学。 (顾惕人 译），科学出版社。1984年第一版； （2）S.Z. Beer: Liquid Metals. MARCEL DEKKER.INC. 1972;
单元体系熔液的表面性质
1、单元体系的表面自由能 a.表面自由能
L
如图，箱中充满液体，箱盖可以滑动，且箱盖和 液体间无性质上的差异（可以认为是同种材料构 成）。若将箱盖拉开，使液体-气体界面增加表面 积dA，则需要克服表面张力作功γdA。设这个过程 为等温、等压过程，则表面功γdA为可逆功。
第2章-界面能及界面张力 ppt课件
2.1 界面能及界面张力
6. 表面张力(surface tension)
在两相(特别是气-液)界面上, 处处存在着一种张力, 它垂直于表面 的边界, 指向液体方向并与表面相切
1. 表面现象
为什么这只蜥蜴能在 水上行走？
为什么蛛网上的水珠呈 球状？
可见:液体表面会形成一层膜
2/1 界面能及界面张力
2.1 界面能及界面张力
1. 界面现象本质 表面层分子与内部分子相比, 它们所处的环境不同。
体相内部分子所受四周邻近相同分子的作用力是对称的,各个方向 的力彼此抵销
利用液体金属熔点时的表面能进行计算。
sg
lg
q
(
s
2
)3
l
q—原子排列结构系数，液体金属q=1.
下次课再见
（1）解理功法
（2）零蠕变法
Gs 2rl B nr 2 BB
Gs l
2r B
2l B
r l
2nr
BB
r l
推导得
Gs l
r
B
r2n
l
BB
mg(零蠕变时）
原理：表面张力的收缩力与重力平衡 。 mg
2.2 固体表面能与表面张力
3. 固体表面能的测定 （3）角接触法
,nB
(
H A
)S
,P,nB
(
F A
)T
,V
,n
B
(
G A
界面张力课件
μ dn ( δ ) ( δ )
ii
i
+ σ dAs
∑ ∑ μ δ=α,β,σ
i
(δ i
)dni(δ
)
≤
0
有界面相时多相多组分 系统的平衡判据
版权所有：华东理工大学物理化学教研室
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2.有界面相时的平衡判据与平衡条件 平衡条件
•平面界面的平衡条件
T (α ) = T (β ) = T (σ ) = T
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毛细管上升或下降
( ) σ =σ r= ρr ρ(l) (−1) gρh(g) gh
θ
22
( ) = 2=c2RocsRθosθρ ρ(l) (−1) gρh(g) gh
因为 θ > 90o
所以 h < 0
cosθ < 0
若液体不能润湿管壁，则在管内形成凸面，液面将下降
版权所有：华东理工大学物理化学教研室
设由两个体相（α、β）和一个界面相σ所组成的多相系统
X = X (α ) + X (β ) + X (σ )
∑ ( ∑ ) dU =
δ =α ,β ,σ T (δ )dS (δ ) − p(δ )dV (δ ) +
μ dn (δ ) (δ )
ii
i
+ σ dAs
∑ ( ∑ ) dH =
T (δ )dS (δ ) + V (δ )dp(δ ) +
ii
i
∑ 0 = S (σ )dT (σ ) − V (σ )dp(σ ) + Asdσ +
μ n d (σ ) (σ )
ii
界面张力计算公式
界面张力计算公式
一、基本定义：
界面张力是指在面板内表面上受施加的受力或者牵引力。
这里的界面张力是指界面受施加的拉力，有时也可以看作是指表面贴力，但两者有明显的区别，表面贴力更关注的是表面吸力的结果，而界面张力则是指界面受施加的拉力总和，例如界面受施加的系力，压力，振动，干湿等力的综合结果。
二、界面张力计算公式：
1、界面张力的计算公式是：界面张力=受力面积*力密度/分布因子
其中，受力面积是指受施加的力的承载面积，力密度对应受施力的大小，分布因子代表的是界面均匀比例，用以评价界面张力的均匀性。
2、如果需要对形变后的界面进行张力计算，则需要加上形变系数：
形变系数=形变后面积/形变前面积
因此，界面张力的最终计算公式为：界面张力=受力面积*力密度/形变系数*分布因子
三、示例：
假设有一个正方形的面板，位于SC站，ABCD四个角处的拉力分别为F1、F2、F3和F4，用下面的公式可以计算出界面张力：界面张力=(F1+F2+F3+F4)*a2/(a2*b2*4)
其中a2和b2分别代表正方形的面积，4代表正方形有4个角处受施力，a2*b2*4代表了这4个角处总共受施力的面积，最后括号中的结果就是各个角处受施力的力密度。
物化实验报告-表面张力的测定
溶液中的吸附作用和表面张力的测定一、实验目的1、 掌握最大气泡法和滴重法测定表面活性物质正丁醇的表面张力, 并且利用Gibbs 吸附公式和Langmuir 吸附等温式测定正丁醇分子的横截面积。
训练学生利用毛细管和数字式微压测量仪以及滴重管测定表面张力的方法, 并通过曲线及直线拟合处理得到不同数据。
培养学生在实验中严谨的实验作风和态度, 并对学生的科研兴趣进行初步的指导。
二、实验原理物体表面分子和内部分子所处的境遇不同, 表面层分子受到向内的拉力, 所以液体表面都有自动缩小的趋势。
如果把一个分子由内部迁移到表面, 就需要对抗拉力而做功。
在温度、压力和组成恒定时, 可逆地表面增加 所需对体系做的功, 叫表面功, 可以表示为:W dA δσ'-=式中σ为比例常数。
σ在数值上等于当T 、p 和组成恒定的条件下增加单位表面积所必须对体系做的可逆非膨胀功, 也可以说是每增加单位表面积时体系自由能的增加值。
环境对体系作的表面功转变为表面层分子比内部分子多余的自由能。
因此, σ称为表面自由能, 其单位是焦耳每平方米（J/m2）。
若把σ看作为作用在界面上每单位长度边缘上的力, 通常称为表面张力。
从另外一方面考虑表面现象, 特别是观察气液界面的一些现象, 可以觉察到表面上处处存在着一种张力, 它力图缩小表面积, 此力称为表面张力, 其单位是牛顿每米（N/m ）。
表面张力是液体的重要特性之一, 与所处的温度、压力、浓度以及共存的另一相的组成有关。
纯液体的表面张力通常是指该液体与饱和了其本身蒸气的空气共存的情况而言。
2、 纯液体表面层的组成与内部层相同, 因此, 液体降低体系表面自由能的唯一途径是尽可能缩小其表面积。
对于溶液则由于溶质会影响表面张力, 因此可以调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。
根据能量最低原则, 溶质能降低溶剂的表面张力时, 表面层中溶质的浓度应比溶液内部来得大。
反之溶质使溶剂的表面张力升高时, 它在表面层中的浓度比在内部的浓度来得低, 这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫“吸附”。
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该教程包括： • 设置非立方的二元混合体系 • 执行DPD 计算 • 分析计算结果并获得界面张力
1．设置非立方的二元混合体系 在本教程中，我们将会研究一个非常简单的油－水体系。水分子将会使 用一个单独的珠子来表述，油分子则表述为较短的珠子链。油珠子和水珠子 的斥力将会被设置为较大值，以保证能够快速的发生相分离。 从模块工具栏上选择DPD 工具 ，然后选择Calculation。 选择Species 标签。
计算共存相之间的界面张力
背景
界面张力是评估两种流体能否互相混合的重要物理学量。DPD 模块提供了计 算两种流体间界面张力的可能性。DPD 所使用的算法会计算体系单元内沿着X 轴方 向的界面张力值。为了能够达到这一目的，我们需要在X 轴方向延长体系的长度。 通过这种改变，会使得X 界面会有比较小的表面积，从而导致较低的自由能。
现在可以通过动画播放计算的结果。 * 确定oil-water.mtd被激活 * 单击Animation 工具栏的 * 在动画演示的过程中，油珠子和水珠子将发生分离。从Animation 中的 Options上可以看到每一步时水、油的混合情况。
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双击oil_water.Dpd_out 文档，将屏幕滚动到文档的最后部分。Oil-water. Dpd_out 文件的最后部分将会报道体系的界面张力。
对于这一计算，你需要两种不同 的珠子类型。你可以将其标记为O 和W， 用于反映油和水。在Bead types 部分， Bead 将A 改为O，将B 改为W。 A O B W 你可以自己定义油和水珠子，但 是现在必须定义用什么样的珠子构造 你的分子。你将会使用单个W 珠子来 W 定义水分子，并使用八个O 珠子来定 O 义油分子。 在Mesoscale molecule type 部 Mesoscale 分将Diblock 的名称改为Oil Oil。在 Diblock Oil Topology 区域输入O 8 O 8。在下一行， 输入Water 作为水分子名称，并在 Water Topology 输入W 1 作为水分子。 W 这样定义了要计算的物种。
3．分析运算结果，并获得界面张力 如下图，计算结果为oil_water.mtd 文档。 按下Animation 工具栏上的按钮。 (提示：要显示Animation 工具栏，请 首先从View 菜单中选择Toolbars，并 选中Animation。)
从下拉菜单中选Options Options 将playback speed 设为Slow 将playback style设为Loop
2. 执行DPD 模拟 现在需要指定输出输出文件的名称。 选择Job Control 标签。去掉Automatic 前面的对勾，并在Job Description 里输入Oil_Water。计算所有产生的文档名称都将会包括oil_water 的前缀。 按下Run 按钮。等待作业结束，并进入到下一部份。
现在你需要指定这些珠子之间是如何作用的。选择Interactions 标签。在 Interactions 本例中相互作用的默认值就比较合适，因此在这里不需要作任何改变。 选择System 标签。在当前体系中，并没有包括水。你必须改变两种组 System 分的相对数量，以使油和水的数量相等。将Relative amounts fields 的两个 Relative 数值都改为0.5 0.5。 0.5 如上面所说，需要一个非立方的模拟单元来确定界面发生在X 方向。因 此，需要增加X方向的长度，并且缩小Y、Z 方向的长度。在System extent 部 System 分的第一项上单击，将数值从10.0 改为15。将其他两部分改为6.0。
3000 步的计算对于产生所需的数据已经是足够多的了。现在我们需要确认 每过250 步就将体系的密度值和介观分子子集就被保存一次以便于后期分析。 选择Setup 标签。将Number of Steps 设置为3000，并将Frame every 设 置为250。确定Coordinates every 设置为1，并且Restart file every 设置为 3000。 3000/250=12是指经过12步，水油分离。
表面张力的单位为[质量].[时间]-2。该数据以DPD 单位给出。质量的单位就是 珠子的质量，而时间单位则以珠子扩散一个珠子直径的时间为准。 DPD 参数可以通过以下转换公式来转换为真实参数（带有上划线的符号使用 DPD 单位）：
பைடு நூலகம்
t = r r= rC
t mrc2 / k BT
珠子的质量必须从手册（参数化工程）中来获得。