界面现象问答题【自己整理
12-界面现象
第十二章界面现象(418题)一、选择题( 共144 题)1. 2 分(6601)在下图的毛细管内装入普通不润湿性液体,当将毛细管右端用冰块冷却时,管内液体将:( )(A) 向左移动(B) 向右移动(C) 不移动(D) 左右来回移动2. 2 分(6602)如图在毛细管内装入润湿性液体, 当在毛细管内左端加热时,则管内液体将:( )(A) 向左移动(B) 向右移动(C) 不移动(D) 因失去平衡而左右来回移动3. 2 分(6603)单组分气-液平衡体系,在孤立条件下,界面A 发生了d A > 0 的微小变化, 体系相应的熵变d S变化为:( )(A) d S > 0 (B) d S = 0 (C) d S < 0 (D) 不能确定4. 2 分(6604)在298 K下,将液体水分散成小液滴,其热力学能:()(A)增加(B) 降低(C) 不变(D) 无法判定5. 2 分(6605)在等温等压条件下,将1 mol水的表面积增加10 倍,作功为W,水的Gibbs 自由能变化为∆G,此时W与∆G的关系为:(∆U = Q - W) ( )(A) ∆G = -W(B) ∆G = W(C) ∆G < -W(D) 不能确定6. 2 分(6621)在绝热条件下,将液体分散成小颗粒液滴,液体的温度将:()(A)上升(B) 下降(C) 不变(D) 无法判定7. 2 分(6606)液体的表面自由能γ可以表示为:( )(A) (∂H/∂A)T p n i,,(B) (∂F/∂A)T p n i,,(C) (∂U/∂A)S V n i,,(D) (∂G/∂A)T V n i,,8. 1 分(6607)298 K时,水-空气的表面张力γ= 7.17×10-2 N·m-1,若在298 K,标准压力p∃下,可逆地增加4×10-4 m2水的表面积,环境对体系应做的功W为:( )(∆U = Q - W)(A) -2.868×10-5 J (B) 2.868×10-5 J(C) -7.17×10-5J (D) 7.17×10 –5 J9. 1 分(6608)对大多数纯液体其表面张力随温度的变化率是:( )(A) (∂γ/∂T)p> 0 (B) (∂γ/∂T)p< 0(C) (∂γ/∂T)p= 0 (D) 无一定变化规律10. 2 分(6628)恒温恒压下,将一液体分散成小颗粒液滴,该过程液体的熵值()(A)增大(B) 减小(C) 不变(D) 无法判定11. 2 分(6635)已知293 K 时,水-空气的表面张力为7.275×10-2N·m-1, 当已知298 K 和101.325 kPa下,可逆地增大水的表面积4 cm2, 体系的吉布斯自由能的变化为:( )(A) 2.91×10-5 J (B) 2.91×10-1 J(C) -2.91×10-5 J (D) -2.91×10-1 J12. 2 分(6637)在相同温度下,固体冰和液体水的表面张力哪个大? ( )(A) 冰的大(B) 水的大(C) 一样大(D) 无法比较13. 2 分(6642)水在临界温度时的表面Gibbs自由能:()(A)大于零(B) 小于零(C) 等于零(D) 无法确定14. 2 分(6643)纯液体温度升高时,表面张力()(A) 随温度升高指数增大(B)随温度升高线性降低(C)随温度呈对数变化(D)不变15. 2 分(6644)在临界温度时,纯液体的表面张力()(A)大于零(B) 小于零(C) 等于零(D) 无法确定16. 2 分(6651)在298 K 时,已知A 液的表面张力是B 液的一半,其密度是B 液的两倍。
第十章界面现象概念题
第十章 界面现象§ 概 念 题10.2.1 填空题1.液体表面层中的分子总受到一个指向(液体内部的拉力)力,而表面张力那么是(沿液体表面的切线)方向上的力。
2.在恒T,P 下,纯液体是通过(收缩其表面积)来降低其表面吉布斯函数的,例如荷叶上的水滴呈球状是因为(一样体积的水,以球形的表面积为最小,亦即在一样条件下,球形水滴其表面吉布斯函数相对为最小)。
3.在25℃下,于100KPa 的大气中,当某溶液形成半径为r 之液滴时,液滴内液体的压力为150KPa.假设在同温、同压下的空气中,将该溶液吹成一半径为r 的气泡时,那么该气泡内气体的压力为( )(填入具体数值)。
不考虑重力的阻碍。
解:依照拉普拉斯方程,关于小于液滴内液体受到的附加压力P ∆为P ∆(滴)=2/r γ而 ()P ∆滴=0()()150100P p p KPa KPa ∆=-=-内滴大气压力即 /r γ=P ∆(滴)/225=KPa关于气泡,那么因液体膜有内外两个表面,故在空气中的气泡其泡内气体所受到的附加压力P ∆(泡)P ∆(泡)= 4/r γ =4×25KPa =100KPa气泡内气体的压力0()()200p p P KPa =+∆=内泡泡4.分散在大气中的小液滴和小气泡,或毛细血管中的凸液面和凹液面,所产生的附加压力的方向均指向于(弯曲液面曲率半径的中心)。
图10-15.如图10-1所示,设管中液体对毛细血管完全润湿,当加热管中水柱的右端时,那么水柱将向( )移动。
解:处在管右端的液体受热而温度升高,使液体的表面张力变小,同时毛细管本身被加热而发生膨胀而使弯曲液面曲率半径稍为变大,二者均致使附加压力P ∆减小,因此原有平稳被破坏,再有,附加压力的方向指向气体,当右端附加压力减小,对水柱而言,即是水柱右端的压力大而左端压力小,于是水柱向左移动。
6.将一样量的两小水滴中之一灌在玻璃毛细血管中该水滴能专门好地润湿管壁,而另一小水滴那么放在荷叶上,假设二者均放在温度的大气中,那么最先蒸发掉的是( )。
界面现象题目--答案参考
界面现象习题集1为什么自由液滴必成球形?答:纯液体表面上的分子比内部分子具有更高的能量, 而能量降级为一自发过程, 所以它必然导致表面面积为最小状态。
2、为什么有云未必有雨?如何使云变成雨答:空气的上升运动,造成气温下降,形成过饱和水气;加上吸湿性较强的凝结核的作用, 水气凝结成云,来自云中的云滴,冰晶体积太小,不能克服空气的阻力和上升气流的顶托, 从而悬浮在空中。
当云继续上升冷却,或者云外不断有水气输入云中,使云滴不断地增大, 以致於上升气流再也顶不住时候,才能从云中降落下来,形成雨。
3、分子间力与什么有关,其与表面张力的关系何在?答:分子间力与温度、电荷分布、偶极矩、分子相对质量、外加电场有关 表面张力实质为每增加单位表面积所增加的自由焓1)表面张力的物理意义需用分子间作用力解释:在液体表面,表面分子的两侧受力不等。
气相分子对它的引力远远小于液相。
必然受到向下的拉力。
所以,要将液体内部的分子拉至表面,必须克服分子间力对其做功。
该功主要用来增加其表面能。
即: d w' dAr 为增加单位表面积所做的功。
对纯液体而言,热力学诸函数关系为:dG Vdp sdT dAdF pdV sdT dAdH Tds Vdp dAdV Tds pdVdAGFHUAP,T,nAV,T,n AS,P,nA S,V,n比表面自由焓即为表面张力。
2)表面张力是液体分子间引力大小的度量指标之一,凡是影响分子间力的因素必将影响表面张力。
4、20C 时汞的表面张力r =4.85X 10-1N/m ,求在此温度及 101.325kPa 的压力下,将半径r1=1.0mm 的汞滴分散成r2=10-5mm 的微小汞滴至少需要消耗多少的功?5、分子间力的认识过程说明了什么 ?你有哪些体会?答:我们对于分子间力的认识是一个不断深化的过程。
由于看到了各物质之间的异同而提 出了分子间力这样一个概念来解释。
随着解释的不断深入,认识也在不断地提高,从而对其进行更多的修正。
界面现象
第十二章界面现象一、选择题1.下列叙述不正确的是( )A比表面自由能的物理意义是,在定温定压下,可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量B表面张力的物理意义是,在相表面的功面上,垂直作用于表面上任意单位长度功线的表面紧缩力C比表面自由能与表面张力量纲相同,单位不同D比表面自由能单位为J·m2,表面张力单位为N·m-1时,两者数值不同2.在液面上,某一小面积S周围表面对S有表面张力,下列叙述不正确的是( )A表面张力与液面垂直B表面张力与S的周边垂直垂直C表面张力沿周边与表面相切D表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面球心),在凹液面指向液体外部3.同一体系,比表面自由能和表面张力都用γ表示,它们( )A物理意义相同,数值相同B量纲和单位完全相同C物理意义相同D前者是标量,后者是矢量相同,单位不同4.一个玻璃毛细管分别插入25ºC和75ºC的水中,则毛细管中的水在两不同温度水中上升的高度( )A相同B无法确定C25ºC水中高于75ºC水中D75ºC水中高于25ºC水中5.纯水的表面张力是指恒温恒压组成时水与哪类相接触的界面张力( )A饱和水蒸汽B饱和了水蒸气的空气C空气D含有水蒸气的空气6.已知20ºC时水~空气的界面张力为7.27×10-2N·m-1,当在20ºC下可逆地增加水的表面积4cm2,则系统的ΔG为( )A2.91×10-5J B2.91×10-1J C-2.91×10-5J D-2.91×10-1J7.对处于平衡状态的液体,下列叙述不正确的是( )A凸液面内部分子所受压力大于外部压力B凹液面内部分子所受压力小于外部压力C水平液面内部分子所受压力大于外部压力D水平液面内部分子所受压力等于外部压力8.弯曲液面下的附加压力与表面张力的联系与区别在于( )A产生的原因与方向相同,而大小不同B作用点相同,而方向和大小不同C产生的原因相同,而方向不同D作用点相同,而产生的原因不同9.在一个密闭容器中,有大小不同的两个水珠,长期放置后会发生( )A大水珠变大,小水珠变小B大水珠变大,小水珠变大C大水珠变小,小水珠变大D大水珠、小水珠均变小10.下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中,哪一种溶液的表面发生负吸附:( )A硫酸 B乙酸 C硬脂酸 D苯甲酸11.随着溶质浓度增大,水溶液表面张力降低是因为:( )A溶质分子与水分子的亲和力小于水分子间的亲和力B溶质分子与水分子的亲和力大于水分子间的亲和力C溶质分子间的亲和力小于水分子间的亲和力D溶质分子间的亲和力大于水分子间的亲和力12.胶束的出现标志着表面活性剂的:( )A降低表面张力的作用下降 B溶解已达到饱和C分子间作用超过它与溶剂的作用 D分子远未排满溶液表面13.在空间轨道站中,漂浮着一个足够大的水滴,当用一内壁干净,外壁油污的毛细管接触水滴时:( )A水不进入毛细管B水进入毛细管并达到一定高度C水进入直到毛细管另一端D水部分进入并从另一端出来,形成两端有水球14.矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的:( )A乳化作用B增溶作用C去污作用D湿润作用15.有机液体与水形成W/O型还是O/W型乳状液与乳化剂的HLB值有关,一般是:( )A HLB值大,易形成W/O型B HLB值小,易形成O/W型C HLB值大,易形成O/W型D HLB值小,不易形成W/O型16.下列叙述不正确的是:( )A农药中加入润湿剂可使γ(l-g)与γ(l-s)减小,药液在植物表面易于铺展B防水布上涂表面活防水布上涂表面活性剂使γ(s-g)减小,C泡沫浮选法中捕集剂极性基吸附在矿石表面,非极性基向外易被吸附在泡沫上D起泡剂的主要作用是增大溶液表面张力17.对于增容作用,下列叙述不正确的是:()A增溶作用使被溶物质化学势降低B增溶系统是热力学稳定系统,而乳状液或溶胶是热力学不稳定系统C增溶作用于真正的溶解作用一样,均是溶剂依数性有很大变化D增溶作用发生在有大量胶束形成的离子型表面活性剂溶液中18.纯水的表面张力是指恒温恒压组成时水与哪类相接触时的界面张力:( )(A)饱和水蒸气; (B)饱和了水蒸气的空气;(C)空气; (D)含有水蒸气的空气。
武科大 物理化学 第十章界面现象习题解答
一、填空题
1、③④
2、降低=0
3、冰的表面张力大
4、矿泉水表面张力大
5、水的表面张力大
6、A
7、w’=γAs= 7.17×10-2×2×10-4=14.34×10-6J
二、计算题
10.2弯曲液面的附加压力及其后果
一、填空题
1、④
2、②
3、②
4、③
5、20℃高
6、二、计算题
解:(1)
0.483=0.0728cosθ+0.375
解之得:θ不存在,因此水可在汞的表面上铺展。
(2)
0.0728=0.483cosθ+0.375
解之得:θ=128.73º所以不能铺展。
10.5溶液表面
一、填空题
1、相同吸附其他物质
2、增大;降低;降低
3、①
4、②
5、0.0103mol/m2
6、6.054×10-8mol/m2
7、表面活性剂
8、3.08×10-19m2
9、亲水性极性基团和憎水性非极性基团
去污润湿助磨乳化去乳分散增溶
二、计算题
9、过饱和度超大
10、1.521×10-6m
11、①饱和蒸汽
12、②毛细现象
13、过饱和蒸汽过冷液体过热液体过饱和溶液
14、②向右移动
二、计算题
10.3固体表面
1、②
2、降低
3、高大
4、放热
5、物理吸附
6、单分子层吸附
二、计算题
10.4固体表面
一、填空题
1、△G△G>0
2、γ尘-液较大
3、>
4、④146.8º
第十二章界面现象 复习题解答
第十二章 界面现象复习题解答1、 为什么气泡、液滴、肥皂泡等等都呈圆形?玻璃管口加热后会变的光滑并缩小(俗称圆口),这些现象的本质是什么?答:这些现象的本质是:表面层分子总是受到本体内部分子的拉力,有进入本体内部的趋势,即总是使表面积缩小到最小的趋势,因为相同体积的球形表面积最小,所以都成球形,而玻璃管口加热后变为圆口也是减小曲率半径((缩小表面积)。
2、 用学到的关于界面现象的知识解释以下几种做法或现象的基本原理:(1)人工降雨,(2)有机蒸馏中加沸石,(3)毛细凝聚,(4)过饱和溶液、过饱和蒸汽、过冷液体等过饱和现象,(5)重量分析中的“陈化”过程,(6)喷洒农药时为何常常要在药液中加少量表面活性剂。
答:都用开尔文公式RTlnP/P 0=2 r m/ρR’或RTlnP 1/P 2=(2 r m/ρ)*(1/R 1´-1/ R 2´)或RTlnS/S 0=2 r m/ρR’或RTlnS 1/S 2=(2 r m/ρ)*(1/R 1´-1/ R 2´)来解释。
3、如图所示,在三通活塞的两端涂上肥皂液,关断右端通路,在左端吹一个大泡;然后关闭左端,在右端吹一个小泡,最后让左右两端相通,试问接通后两泡的大小有何变化?到何时达到平衡?讲出变化的原因及平衡时两泡的曲率半径的比值。
答:接通后小泡变小,大泡变大,即小气泡的附加压力Ps 大于大气泡的附加压力,当达平衡时两气泡的曲率半径相等。
4、因吉布斯自由能越低,体系越稳定,所以物体总有降低本身表面吉布斯自由能的趋势。
请说说纯液体、溶液、固体是如何降低自己的表面吉布斯自由能的。
答:纯液体通过缩小表面积来降低表面吉布斯自由能。
溶液通过减小表面积和表面吸附两种途径来降低表面吉布斯自由能,对表面活性剂产生正吸附(Pi= -a i /RT (dr/da i ),对非表面活性剂产生负吸附。
固体通过吸附气体分子或液体分子来降低体系吉布斯自由能。
(完整版)界面现象测试题答案
(完整版)界面现象测试题答案界面现象测试题(二)参考答案1. 液体的表面自由能γ可以表示为:( )参考答案: C(A) (H/A)T,p,n(B) (F/A)T,p,n(C) (U/A)S,V,n(D) (G/A)T,V,n2.下列叙述不正确的是:参考答案: D(A) 比表面自由能的物理意义是,在定温定压下,可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量;(B)表面张力的物理意义是,在相表面的功面上,垂直作用于表面上任意单位长度功线的表面紧缩力;(C)比表面自由能与表面张力量纲相同,单位不同;(D)比表面自由能单位为J·m2,表面张力单位为N·m-1时,两者数值不同。
3. 对大多数纯液体其表面张力随温度的变化率是:( ) 参考答案: B(A) (γ/T)p> 0 (B) (γ/T)p< 0(C) (γ/T)p= 0 (D) 无一定变化规律4.同一体系,比表面自由能和表面张力都用σ表示,它们:参考答案: D(A) 物理意义相同,数值相同; (B) 量纲和单位完全相同;(C) 物理意义相同,单位不同;(D) 前者是标量,后者是矢量。
5.纯水的表面张力是指恒温恒压组成时水与哪类相接触时的界面张力:参考答案: B(A) 饱和水蒸气;(B) 饱和了水蒸气的空气;(C) 空气; (D) 含有水蒸气的空气。
6. 已知400 K 时,汞的饱和蒸气压为p0,密度为ρ,如果求在相同温度下,一个直径为10-7 m 的汞滴的蒸气压,应该用公式:( ) 参考答案: C(A)p =p0+ 2γ/R' (B) ln(p/p0) =ΔV ap Hm(1/T0- 1/T)/R(C) RTln(p/p0) = 2γM/ρR' (D) p = nRT/V7.某温度压力下,有大小相同的水滴、水泡和气泡,其气相部分组成相同,见图。
它们三者表面自由能大小为:参考答案: A(A) G a = G c < G b;(B) G a = G b > G c ;(C) G a < G b < G c ;(D) G a = G b = G c 。
界面化学问答
问答题1何谓增溶作用?简述表面活性剂增溶作用的机理答:增溶作用:不溶解于水的物质,在不使用醇及其它溶剂的情况下,由于添加少量表面活性剂(C > CMC)而透明地溶解于水的现象称为增溶。
增溶机理:(1)夹芯型增溶,增溶饱和脂肪烃、环烷烃以及其它不易极化的化合物于内核;(2)栅栏型增溶,即增溶质被增溶的位置在胶束内核的外部,与极性基相连的α亚甲基之间形成“栅栏”结构区,增溶较长的极性分子,如长链醇、胺等;(3)吸附型增溶,即增溶质被吸附于胶束表面。
此类增溶质往往是高分子或者多官能基的甘油、蔗糖以及一些染料。
另外,一些油、水相都不溶的小分子,例如邻苯二甲酸二甲酯也属于此类;(4)聚氧乙烯醚链间增溶,增溶质增溶于PEO链之间,此类增溶方式只存在于聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂的胶束溶液,相应的增溶质有苯酚、苯胺等。
2何谓非离子型表面活性剂的浊点?解释其产生的原因及影响因素答:非离子型表面活性剂的浊点:聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂在水中溶解度随升高温度而降低,而且升达某温度时会发生混浊分相,通常称此温度为浊点,浊点也是一个可逆的相转变点。
产生的原因:水中的乙氧基链往往呈现醚基朝外的曲折型构象,朝外的醚基与水形成弱化学键—氢键,而且每个醚基能吸引20~30个水化水。
升高温度,分子链的热运动加剧,会脱去氢键,乙氧基链的亲水性降低,最终由水中析出而相分离。
影响浊点的因素:①疏水基:对于具有相同链长的聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂,其疏水基碳链越长,浊点越低。
支化度增大,特别是支链长度接近时,可能会影响亲水基的水化能力,从而降低亲水性,T下降。
p②亲水基:随乙氧基链长的增长,相同疏水基的聚氧乙烯醚非离子型表面活性也剂的浊点则升高。
而其聚氧乙烯醚链长不变,若将端羟基用甲氧基取代则Tp会下降。
③电解质:不太敏感,通常电解质的加入,亲水性也会相应降低,Tp 则随之降低。
但是,如果加入 HCl 则相反,Tp 会升高,而 LiCl 则几乎无作用。
界面现象问答题
1液滴会自动成球形,固体表面有吸附作用,溶液的表面也会有吸附现象,请给予热力学解释。
答:在一定的T、p下,系统的吉布斯函数越低越稳定。
G =σ A 液滴自动呈球形是因为相同体积时,液滴的表面积最小。
固体表面和液体表面有吸附作用是因为可通过吸附作用来降低表面的不对称性,降低表面张力,使吉布斯函数降低。
2工业上常用喷雾干燥法处理物料。
答:根据开尔文公式可知,微小液滴的饱和蒸气压比普通平液面的饱和蒸气压的大,因此在同样温度下更易挥发,使物料达到干燥的目的。
3用同一滴管在同一条件下分别滴下同体积的三种液体,水、硫酸水溶液、丁醇水溶液,则它们的滴数最多的是哪一个,最少的是哪一个?答:把水的表面张力看为定值,加入硫酸后硫酸水溶液的表面张力增大,加入丁醇后丁醇水溶液的表面张力减小,表面张力越大越易形成球状。
所以硫酸的滴数最少,丁醇滴数最多。
4、解释下列各种现象及其产生原因(1)均匀混合的油水系统经静止后会自动分层;(2)自由液滴或气泡通常呈球型;(3)粉尘大的工厂或矿山容易发生爆炸事故。
答:(1)均匀混合的油水系统静止后分层是液体自动缩小界面积的现象。
均匀混合的油水系统是多相分散体系,相与相之间的界面积很大,界面能很高,处于不稳定状态,因而会自动缩小界面积而使系统趋于稳定。
2)自由液滴或气泡也是液体自动缩小界面积的现象。
一方面由于体积一定时,球型液滴表面积最小,另一方面若形成凸凹不平的不规则表面,在凸凹处分别受到相反方向附加压力的作用,在这些不平衡力的作用下,必然会形成球型表面,各处压力均衡,系统才处于稳定状态。
3)粉尘是细小的固体颗粒分散在空气中形成的分散系统,颗粒越小,表面积越大,表面能越高,因处于极不稳定的状态。
当遇到明火、撞击等不安全因素时,就会导致系统的燃烧甚至爆炸。
5、纯水和矿泉水注满玻璃杯时,哪一个的液面会更高于杯口?答:矿泉水中含有无机盐离子,可使水的表面张力增大,进而增大了水于玻璃杯壁的接触角,所以矿泉水的液面会更高于杯口6、气、固相反应CaCO3(s)——CaO(s)+ CO2(g)已达平衡。
厦门大学物理化学习题及答案第章界面现象
厚度为 5×10-4cm。已知原液浓度为 5.5×10-6mol·dm-3,自外表张力 在其任何一侧的水面碰一下,浮片又将如何运动?为什么?
测定得知其。请用这些数据验证 Gibbs 吸附公式。试验温度为 25℃。
答案:〔温度升高 γ 下降,浮片将向铁片的另一方向移动,用油玻
14、两块平板玻璃在枯燥时,叠放在一起很简单分开。若在其间放些 棒碰一下,γ 下降,则浮片向相反方向移动。〕
玻璃与液体形成凸面。〕
的溶液?〔设每个棕榈酸分子所占平均面积为 21×10-20m2。
15、已知 293K 时水-辛醇的界面张力为 0.009N·m-1,水-汞的界
答案:(V=0.0239cm3)
面张力为 0.375N·m-1,汞-辛醇的界面张力为 0.348N·m-1,请判定辛
19、 ()兰格缪尔吸附等温式中常数 b 的物理本质是什么?
答案:〔小泡变小,大泡变大,若连通大气,则两气泡均变小,直至 会大批析出晶体;
曲率半径变成无限大。〕
(3)25℃ 时,已知大颗粒 CSO4 在水中的溶解度为 15.33×
6、在一管径不匀称的毛细管中有一些可润湿管壁的液体存在〔见图〕。 10-3mol·dm-3,r=3×10-7m 的 CSO4 细晶溶解度为 18.2×
问平衡时,液体所在位置?
10-3mol·dm-3,ρCSO4=2.96Kg·dm-3 试求 CSO4 的界面张力 γ。
答案:〔在大管与小管的交界处和小管之间。〕
答案:(γS-l=1.39N·m-1)
7、某学生用硅胶作吸附剂,苯作吸附质测定硅胶的比外表,试验中发
9、有人建议由测定同一液体在两个管径不同的毛细管中的上升高度来
该溶液的外表张力。
子平均占有面积?
第9章界面现象习题解答
第9章界面现象习题解答第9章界面现象习题解答1、293K 时,水的表面张力为0.0728N ·m -1,汞的表面张力为0.483N ·m -1,汞-水的界面张力为0.375N ·m -1。
试判断水能否在汞的表面上铺展?汞能否在水的表面上铺展?解:(1)1lg m N 0352.0375.00728.0483.0-?=--=--=?-=ls sg A A A G S S =0.0352N ·m -1>0,能铺展开(2)1lg m N 7852.0375.0483.00728.0-?=--=--=?-=ls sg A A A G S S =-0.7852N ·m -1<0,不能铺展开答:(1)S =0.0352N ·m -1>0,能铺展开(2)S =-0.7852N ·m -1<0,不能铺展开2、在293.15K 及101.325kPa 下,半径为1×10-3m 的汞滴分散成半径为1×10-9m 的小汞滴,试求此过程系统的表面吉布斯函数变为若干?已知293.15K 汞的表面张力为0.470N ·m -1。
解:每个半径为m 1013-?的汞滴的表面积为252321m 10256.1)101(14.344--?===r A π每个半径为m 1019-?的汞滴的表面积为2172922m 10256.1)101(14.344--?===r A π将一滴半径为m 10131-?=r 的汞滴分散成半径为m 10192-?=r 的微粒时,微粒的个数n 为183********101101()(3434?=??===--r r r n ππ故表面积增加变化25171812m 56.1210256.110256.1101=?-=-=?--A nA A 表面吉布斯函数变化2-1242,7.2810N m (4m 410m )0.914J T p s G A A ππ--?=?=-?=J903.556.12470.0,=?=??=?A A G p T 答:5.906J3、在293.15K 时,乙醚-水、乙醚-汞及水-汞的界面张力分别为0.0107N ·m -1、0.379N ·m -1及0.375N ·m -1,若在乙醚与汞的界面上滴一滴水,试求其润湿角。
(完整版)第十章界面现象练习题及答案
第十章界面现象练习题一、是非题(对的画√错的画×)1、液体的表面张力总是力图缩小液体的表面积。
()2、液体的表面张力的方向总是与液面垂直。
()3、分子间力越大的物体其表面张力也越大。
()4、垂直插入水槽中一支干净的玻璃毛细管,当在管中上升平衡液面外加热时,水柱会上升。
()5、在相同温度下,纯汞在玻璃毛细管中呈凸液面,所以与之平衡的饱和蒸气压必大于其平液面的蒸汽压。
()6、溶液表面张力总是随溶液的浓度增大而减小。
()7、某水溶液发生负吸附后,在干净的毛细管中的上升高度比纯水在该毛细管中上升的高度低。
()8、通常物理吸附的速率较小,而化学吸附的速率较大。
()9、兰格缪尔等温吸附理论只适用于单分子层吸附。
()10、临界胶束浓度(CMC)越小的表面活性剂,其活性越高。
()11、物理吸附无选择性。
()12、纯水、盐水、皂液相比,其表面张力的排列顺序是:γ(盐水)<γ(纯水)<γ(皂液)。
()13、在相同温度与外压力下,水在干净的玻璃毛细管中呈凹液面,故管中饱和蒸气压应小于水平液面的蒸气压力。
()14、朗缪尔吸附的理论假设之一是吸附剂固体的表面是均匀的。
()15、同一纯物质,小液滴的饱和蒸气压大于大液滴的饱和蒸气压。
()16、弯曲液面的饱和蒸气压总大于同温度下平液面的蒸气压。
()17、表面张力在数值上等于等温等压条件下系统增加单位表面积时环境对系统所做的可逆非体积功。
()18、某水溶液发生正吸附后,在干净的毛细管中的上升高度比在纯水的毛细管中的水上升高度低。
()19、弯曲液面处的表面张力的方向总是与液面相切。
()20、吉布斯所定义的“表面过剩物质的量”只能是正值,不可能是负值。
( )21、封闭在容器内的大、小液滴若干个,在等温下达平衡时,其个数不变,大小趋于一致。
()22、凡能引起表面张力降低的物质均称之为表面活性剂。
()23、表面过剩物质的量为负值,所以吸附达平衡后,必然引起液体表面张力降低。
物理化学 界面现象
第九章:界面现象一、选择题1. 下列说法中不正确的是()。
(A)生成的新鲜液面都有表面张力(B)平面液体没有附加压力(C)弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心(D)弯曲液面的附加压力指向曲率中心2. 液体在毛细管中上升的高度与下列那一个因素无关()。
(A)温度(B)液体密度(C)重力加速度(D)大气压力3. 把玻璃毛细管插入水中,凹面下液体所受的压力p与平面液体所受的压力p0相比()。
(A)p = p0 (B)p < p0(C)p > p0(D)不确定4. 将一毛细管端插入水中,毛细管中水面上升 5 cm,若将毛细管向下移动,留了3 cm 在水面,试问水在毛细管上端的行为是()。
(A)水从毛细管上端溢出(B)毛细管上端水面呈凸形弯月面(C)毛细管上端水面呈凹形弯月面(D)毛细管上端水面呈水平面5. 有一飘荡在空气中的球形液膜,内部也是空气。
若其直径为 2×10-3 m,表面张力为 0.07N·m-1,则液膜所受总的附加压力为()。
(A)0.14 kPa (B)0.28 kPa (C)0.56 kPa (D)0.84 kPa6. 在相同温度和压力下, 凹面液体的饱和蒸气压p r与水平面液体的饱和蒸气压p0相比(同一种液体)()。
(A)p r= p0(B)p r< p0(C)p r> p0(D)不能确定7. 用同一滴管分别滴下 1 cm3 NaOH 水溶液、水、乙醇水溶液, 各自的滴数为()。
(A)水15 滴,NaOH 水溶液 18 滴,乙醇水溶液 25 滴(B)水18 滴,NaOH 水溶液 25 滴,乙醇水溶液 15 滴(C)水18 滴,NaOH 水溶液 15 滴,乙醇水溶液 25 滴(D)三者的滴数皆为18 滴8. 下面说法不正确的是()。
(A)生成的新鲜液面都有表面张力(B)平面液面没有附加压力(C )液滴越小其饱和蒸气压越小 (D )液滴越小其饱和蒸气压越大9. 同一固体, 大块颗粒和粉状颗粒, 其溶解度哪个大( )。
(完整版)界面现象测试题答案
界面现象测试题(二)参考答案1. 液体的表面自由能γ可以表示为:( )参考答案: C(A) (∂H/∂A)T,p,n(B) (∂F/∂A)T,p,n(C) (∂U/∂A)S,V,n(D) (∂G/∂A)T,V,n2.下列叙述不正确的是:参考答案: D(A) 比表面自由能的物理意义是,在定温定压下,可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量;(B)表面张力的物理意义是,在相表面的功面上,垂直作用于表面上任意单位长度功线的表面紧缩力;(C)比表面自由能与表面张力量纲相同,单位不同;(D)比表面自由能单位为J·m2,表面张力单位为N·m-1时,两者数值不同。
3. 对大多数纯液体其表面张力随温度的变化率是:( ) 参考答案: B(A) (∂γ/∂T)p> 0 (B) (∂γ/∂T)p< 0(C) (∂γ/∂T)p= 0 (D) 无一定变化规律4.同一体系,比表面自由能和表面张力都用σ表示,它们:参考答案: D(A) 物理意义相同,数值相同; (B) 量纲和单位完全相同;(C) 物理意义相同,单位不同;(D) 前者是标量,后者是矢量。
5.纯水的表面张力是指恒温恒压组成时水与哪类相接触时的界面张力:参考答案: B(A) 饱和水蒸气;(B) 饱和了水蒸气的空气;(C) 空气; (D) 含有水蒸气的空气。
6. 已知400 K 时,汞的饱和蒸气压为p0,密度为ρ,如果求在相同温度下,一个直径为10-7 m 的汞滴的蒸气压,应该用公式:( ) 参考答案: C(A)p =p0+ 2γ/R' (B) ln(p/p0) =ΔVap Hm(1/T0- 1/T)/R(C) RTln(p/p0) = 2γM/ρR' (D) p = nRT/V7.某温度压力下,有大小相同的水滴、水泡和气泡,其气相部分组成相同,见图。
它们三者表面自由能大小为:参考答案: A(A) G a = G c < G b;(B) G a = G b > G c ;(C) G a < G b < G c ;(D) G a = G b = G c 。
第十章界面现象
物化第十章界面现象习题一、名词解释1. 表面活性剂2. 接触角3. 表面张力4. 临界胶束浓度5. 吸附6. 溶液的表面吸附二、简答题1 兰格缪尔吸附理论的基本假设是什么?在推导BET公式时,所作的基本假设是什么?二者的使用范围如何?2. 进行蒸馏实验时,通常在蒸馏瓶中加入少量碎瓷片或沸石类的物质以防止暴沸,试分析其原因。
3. 为什么表面活性剂能大大地降低水的表面张力?4. 表面活性物质的增溶作用是什么?增溶作用与一般溶解有什么区别?5. 气-固、液-固、液-液界面分别以什么方式降低表面自由能?6. 简述人工降雨的科学道理。
7. 加热液体时为什么会出现过热现象?怎样避免暴沸?请解释原因。
8 为什么空气中会出现水蒸气过饱和的现象?人工降雨的道理何在?9. 在亲水固体表面,经过表面活性剂(如防水剂)处理后,为什么可以改变其表面性质,使其具有憎水性?三、判断题1. 比表面吉布斯自由能与表面张力符号相同,数值相等,所以两者的物理意义相同。
2. 在液体中形成的小气泡,气泡的半径越小,泡内饱和蒸汽压越小。
3. 若增加浓度能使表面张力增大时,则溶质在表面层发生正吸附。
4.只有表面活性剂的浓度低于临界胶束浓度时,才具有增溶作用。
5. 在恒温下,液体的分散度越大,其饱和蒸气压也越大7.只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象,所以系统表面增大是表面张力产生的原因。
8.对大多数系统来讲,当温度升高时,表面张力下降。
9.比表面吉布斯函数是指恒温、桓压下,当组成不变时可逆地增大单位表面积时,系统所增加的吉布斯函数,表面张力则是指表面单位长度上存在的使表面张紧的力。
所以比表面吉布斯函数与表面张力是两个根本不同的概念。
10.恒温、恒压下,凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都是自发过程。
11.过饱和蒸气之所以可能存在,是因新生成的微小液滴具有很大的比表面吉布斯函数。
12.液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。
物理化学十一、十二章问答题(界面现象和胶体)
第十一章界面现象1.表面能、表面自由能、比表面自由能、表面张力是否是一个概念?相同否?答:总的说来四者都是描述表面的过剩能量,但概念上有区别,表面能为物质表面较其内部多余的能量;若在T,p恒定时,这部分能量称为表面自由能(表面吉布斯自由能);若在T,p恒定时,单位表面的自由能,便称为比表面自由能,其单位为J·m-2,因J =N·m,故J·m-2也可化为N·m-1,这样表面自由能又转变为另一概念,成为垂直作用于单位长度相表面上沿着相表面的切面方向的力,称为表面张力。
虽然比表面自由能和表面张力的数值相同,也可混用,但概念有差别,前者是标量,后者是矢量。
2.若在容器内只是油与水在一起,虽然用力振荡,但静止后仍自动分层,这是为什么?答:油与水是互不相溶的,当二者剧烈振荡时,可以相互分散成小液滴,这样一来,表面能增大,这时又没有能降低表面能的第三种物质存在,因此这时为不稳定体系,体系有自动降低能量的倾向,分层后,体系能量降低,因此会自动分层。
3.铅酸蓄电池的两个电极,一个是活性铅电极,另一个是活性氧化铅电极,你是怎样理解这理解这“活性”两字?答:这里活性是指铅或氧化铅处于多孔性,即具有大的比表面积,具有较高比表面自由能,处于化学活性状态。
这是在制备电极时经过特殊活化工序而形成的高分散状态,根据热力学理论及表面性质,若铅蓄电池长期使用或者长期放置而未能及时充电,电极的高分散状态会逐渐减低,这种活性也就消失。
4.在化工生产中,固体原料的焙烧,目前很多采用沸腾焙烧,依表面现象来分析有哪些优点?答:沸腾焙烧是将固体原料碎成小颗粒,通入预热的空气或其它气体,使炉内固体颗粒在气体中悬浮,状如沸腾,这样就增大了固气间的接触界面,增强了传质与传热,使体系处于较高的化学活性状态。
5. 在滴管内的液体为什么必须给橡胶乳头加压时液体才能滴出,并呈球形?答:因在滴管下端的液面呈凹形,即液面的附加力是向上的,液体不易从滴管滴出,因此若要使液滴从管端滴下,必须在橡胶乳头加以压力,使这压力大于附加压力,此压力通过液柱而传至管下端液面而超过凹形表面的附加压力,使凹形表面变成凸形表面,最终使液滴滴下,刚滴下的一瞬间,液滴不成球形,上端呈尖形,这时液面各部位的曲率半径都不一样,不同部位的曲面上所产生附加压力也不同,这种不平衡的压力便迫使液滴自动调整成球形,降低能量使液滴具有最小的表面积。
12-界面现象答案
第十二章界面现象答案第十二章界面现象答案一、选择题( 共144 题)1. 2 分(6601) [答] (A)表面张力γ 随温度之增高而下降,由∆p = 2γ /R知,右端冷却时其附加压力增加而左端不变,故向左移动。
2. 2 分(6602)[答] (B) 温度上升,表面张力下降。
3. 2 分(6603) (C)4. 2 分(6604) (A)5. 2 分(6605) (D)6. 2 分(6621) (B)7. 2 分(6606) (C)8. 1 分(6607) (A)9. 1 分(6608) (B) 10. 2 分(6628) (A) 11. 2 分(6635) (A) 12. 2 分(6637) (A) 13. 2 分(6642) (C) 14. 2 分(6643) (B) 15. 2 分(6644) (C) 16. 2 分(6651) (A) 17. 2 分(6652) (C) 18. 2 分(6653)[答] (A) p s = (2γ cosθ)/R= 288 kPa19. 1 分(6654) (A) 20. 2 分(6655) (D)21. 2 分(6656)[答] (B) 误差=2γ /R1 - 2γ /R2 = 192 Pa22. 2 分(6657) (C) 23. 1 分(6658) (D) 24. 2 分(6659) (C) 25. 2 分(6660) (C) 26. 1 分(6661) (A) 27. 1 分(6662) (B) 28. 2 分(6663) (D) 29. 2 分(6664) (D)30. 2 分(6665)[答] (B) p s = 2×2γ /R'31. 2 分(6667) (C) 32. 2 分(6668) (C) 33. 2 分(6669) (C)34. 2 分(6670) (C)35. 2 分(6671)[答] (D) p s = 2×2γ /R'36. 1 分(6672) (B) 37. 1 分(6673) (D) 38. 2 分(6674) (C) 39. 1 分(6676) (A) 40. 1 分(6678) (C) 41. 2 分(6679) (B) 42. 2 分(6609) (B) 43. 2 分(6740) (B) 44. 2 分(6744) (C) 45. 2 分(6745) (B) 46. 1 分(6747) (C) 47. 2 分(6752) (B) 48. 2 分(6753) (A) 49. 2 分(6754) (A) 50. 2 分(6755) (A) 51. 2 分(6756) (D) 52. 2 分(6760) (B) 53. 2 分(6763) (D) 54. 2 分(6764) (B) 55. 2 分(6765) (D) 56. 2 分(6766) (B)57. 2 分(6769) (D)58. 2 分(6801)[答] (A) (∂γ/∂a)T > 059. 1 分(6803) (B) 60. 1 分(6804) (B) 61. 2 分(6805) (B)62. 2 分(6806) (A)63. 2 分(6808)[答] (C) (∂γ/∂a)T = - Ab/(1 + b a)64. 2 分(6811)[答] (C)Γ= -a/RT (dγ/d a)T = -a/RT (-0.5 + 0.4a) > 0 a < 1.2565. 2 分(6812)- 1216 -第十二章 界面现象 答案- 1217 -[答] (B) 溶质是非表面活性物质。
界面化学各题型试题汇总【自己整理】
界面化学各题型试题汇总一、选择题1.液体表面最基本的特性是( )A.倾向于收缩 B.倾向于铺展 C.形成单分子吸附层2.若将液体与毛细管壁间的接触角近似看作0°,则液体在毛细管中的液面可以看作( )A.凹型B.凸型C.球面3.下列方程均为计算液a/液b 界面张力γab 的经验公式,其中Fowkes 公式为( )A.γab =γa -γbB.γab =γa + γb -2(γa γb )1/2C . γab =γa + γb -2(γa d γb d )1/24.吊片法测定液体表面张力时,要求尽可能采用表面粗糙的吊片材料,其目的是( )A.改善液体对吊片的润湿使θ接近于0°B. 改善液体对吊片的润湿使θ接近于90°C.改善液体对吊片的润湿使θ接近于180°5.溶液中溶剂记为1、溶质记为2,则吸附量Γ2(1)的含义为( )A.单位面积表面相与含有相等总分子数的溶液相比较,溶质的过剩量B.单位面积表面相与含有等量溶质的溶液相比较,溶剂的过剩量C.单位面积表面相与含有等量溶剂的溶液相比较,溶质的过剩量8.下列说法中不正确的是( )A.任何液面都存在表面张力B.平面液体没有附加压力C.弯曲液面的表面张力方向合力指向曲率中心D.弯曲液面的附加压力指向曲率中心9.运用过滤手段进行溶胶净化的目的是( )A.除掉反应过程中过量的副产物B.除掉过量的电解质C.除掉溶胶体系中的粗离子10.溶液中胶体离子表面的热力学电位是指下列哪个电学参数( )A.φ0B. φsC. ξ11.造成接触角滞后的主要原因是( )A.测量方法B.实验者过失C.表面不均匀和表面不平整12.固体自稀溶液中吸附等温线可分为4类18种,对于具有L 型吸附等温线的吸附过程的特征,下列说法正确的是( )A.溶液有强烈的吸附竞争,且溶质分子以单一端基近似垂直吸附于固体表面B.溶质与固体表面具有高亲和力,有类似与化学吸附特征的强烈吸附行为ngmuir 型,溶质比溶剂易于吸附,吸附时溶质分子多以其长轴或平面平行于固体表面13.对于胶体体系下列说法正确的是( )A.电解质引发胶体体系聚沉的主要原因是使扩散层变厚B.低浓度的聚合物可以使胶体体系发生聚沉,而高浓度的聚合物却可以使胶体体系稳定C.胶体体系属于热力学多相体系,由于界面自由能显著,所以无论采取何种措施都不可能获得相对稳定的胶体溶液二、填空题1. 液-固润湿过程有________,_________,_________.2. 固体自溶液中吸附时,极性吸附剂易于从非极性溶液中吸附_______物质,而非极性吸附剂易于从极性溶液中吸附________物质。
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1液滴会自动成球形,固体表面有吸附作用,溶液的表面也会有吸附现象,请给予热力学解释。
答:在一定的T、p下,系统的吉布斯函数越低越稳定。
G =σ A 液滴自动呈球形是因为相同体积时,液滴的表面积最小。
固体表面和液体表面有吸附作用是因为可通过吸附作用来降低表面的不对称性,降低表面张力,使吉布斯函数降低。
2工业上常用喷雾干燥法处理物料。
答:根据开尔文公式可知,微小液滴的饱和蒸气压比普通平液面的饱和蒸气压的大,因此在同样温度下更易挥发,使物料达到干燥的目的。
3用同一滴管在同一条件下分别滴下同体积的三种液体,水、硫酸水溶液、丁醇水溶液,则它们的滴数最多的是哪一个,最少的是哪一个?
答:把水的表面张力看为定值,加入硫酸后硫酸水溶液的表面张力增大,加入丁醇后丁醇水溶液的表面张力减小,表面张力越大越易形成球状。
所以硫酸的滴数最少,丁醇滴数最多。
4、解释下列各种现象及其产生原因
(1)均匀混合的油水系统经静止后会自动分层;
(2)自由液滴或气泡通常呈球型;
(3)粉尘大的工厂或矿山容易发生爆炸事故。
答:(1)均匀混合的油水系统静止后分层是液体自动缩小界面积的现象。
均匀混合的油水系统是多相分散体系,相与相之间的界面积很大,界面能很高,处于不稳定状态,因而会自动缩小界面积而使系统趋于稳定。
2)自由液滴或气泡也是液体自动缩小界面积的现象。
一方面由于体积一定时,球型液滴表面积最小,另一方面若形成凸凹不平的不规则表面,在凸凹处分别受到相反方向附加压力的作用,在这些不平衡力的作用下,必然会形成球型表面,各处压力均衡,系统才处于稳定状态。
3)粉尘是细小的固体颗粒分散在空气中形成的分散系统,颗粒越小,表面积越大,表面能越高,因处于极不稳定的状态。
当遇到明火、撞击等不安全因素时,就会导致系统的燃烧甚至爆炸。
5、纯水和矿泉水注满玻璃杯时,哪一个的液面会更高于杯口?
答:矿泉水中含有无机盐离子,可使水的表面张力增大,进而增大了水于玻璃杯壁的接触角,所以矿泉水的液面会更高于杯口
6、气、固相反应CaCO3(s)——CaO(s)+ CO2(g)已达平衡。
在其他条件不变的情况下,若把CaCO3(s)的颗粒度变的极小,则平衡如何移动?
答:正向移动。
微小晶体的蒸汽压比普通晶体的大,其化学势也高
7、在一定温度和压力下,为什么物理吸附都是放热过程?
答:因为物理吸附基本上相当于气体的凝聚过程,而这个过程是要放出液化热的。
另外,从吸附热力学上看吸附过程是一个自动进行的过程,因此在恒温、恒压下随着吸附的进行,系统的吉布斯函数是减小的,即ΔT,pG<0。
再者气体分子吸附在固体表面上是气体分子由在三维空间运动转移到二维空间上运动,分子的平动受到了制约,从宏观上看表现为熵减的过程,即吸附过程为ΔS<0的过程。
在恒温、恒压下,存在
ΔT,pG=ΔH-TΔS
因为ΔG<0,ΔS<0,所以吸附焓必然小于零。
严格讲这一结论只对物理吸附才成立
1、晴朗的白天看天空为什么呈蔚蓝色,而晚霞却呈红色?
白天看到的是太阳光在空气中的散射光,晚霞是看到的透射光。
2、在两块光滑的玻璃之间放些水后叠合在一起,若使之上下分开为什么要很费力?
因为水能润湿玻璃,所以两块玻璃间的水层的四周呈凹液面,凹液面处产生指向空气的附加压力,结果使玻璃内外两侧压力不等,外侧压力大于内侧,水层的四周呈凹液面的附加压力使其较难分开。
3、界面张力的三种描述是:
表面张力;单位表面吉布斯函数;单位面积的表面功。
4、接触角的定义是: 当一液滴在固体表面不完全展开时,在气、液、固三相会合点,液、固界面的水平线与气、液界面的切线之间通过液体内部的夹角。
5、确定反应级数的常用方法有:微分法 ,尝试法, 半衰期法
4、相同温度下,同一液体随表面曲率半径的不同具有不同的饱和蒸汽压,若以p 平、p 凸、p 凹分别表示之。
则三者的关系是 p 凸>p 平>p 凹
7、酶催化反应的特点有: 高效率,高选择, 反应温和 , 机理复杂
5、ζ电势的定义是:胶粒的滑动面与溶液本体之间的电势差。
6、胶体系统的主要特征是 热力学上不稳定的高度分散的多相不均匀系统。
1、反应速率常数的物理意义是什么?
2、玻璃管中的水柱为什么呈凹液面?
4、常见的亚稳态有哪些?
5有人设计如图所示之永动机,说明其不能永动的原因。
答:当液面上升到弯曲位置时,对管内的水来说,凹液面的曲率半径明显增大,附加压力减小,水是无法越过弯曲部位的。
即使靠外力越过弯曲部位,水在管口滴下时,原来的凹液面将变成凸液面,使附加压力指向液体内部,此时与之平衡的是弯管中h1高度水柱的静压力,它不足以超过附加压力。
1.毛笔蘸上水,笔毛就会粘在一起,这是因为笔毛湿了,但是如果将毛笔全部浸入玻 璃杯的水中,透过玻璃杯向里望,可以看见笔毛并不粘在一起,而是松散地位于水中,这是为什么?
答案:笔毛上的水在空气中有自动收缩减小表面的趋势。
3.在装有部分液体的毛细管中,当在一端加热时,问下列两种情况的液体各向毛细管的哪一端移动为什么?
答案: 温度升高,界面张力降低。
(a )液体润湿毛细管,附加压力指向两端。
加热时,管右端的附加压力减少,因而液体向管左端移动 。
(b )液体不润湿毛细管,附加压力指向中间。
加热时,管右端的附加压力减少,因而液体向管右端移动。
4.若在容器内只是油与水在一起,虽然用力振荡,但静止后仍自动分层,这是为什么? 答案:因为分层可使油水界面减小,体系自由能降低。
5.在进行蒸馏实验时要在蒸馏瓶中加些碎磁片或沸石以防止暴沸,其道理何在?
答案:加热时,当蒸气泡在磁片或沸石的缝隙中产生时,由于气泡表面曲率不大,容易生成,因而可防止暴沸
6.部分浸入液体的两竖直平行板相互靠近,在下列各情况,它们之间的力是斥力或是引力?
(1)两板都被液体润湿(即θ<90度)
(2)两板都不被液体润湿(即θ>90度)
(3)一板润湿,另一板不润湿。
答案:(1)引力 (2)斥力 (3)斥力
7.在一密闭的容器中有大小不同的两个水珠,放置之后,会发生 什么现象?为什么?
答案:小水珠消失,大水珠变大。
因小水珠蒸气压高,大水珠蒸气压低,小水珠不断蒸发,大水珠不断因凝结而增大。
8.棉布不用上胶,而改用表面活性物质处理,也能制成很好的防水雨布。
解释是何道理?答案:由于表面活性剂(防水剂)在棉布表面上定向吸附,改变了棉布表面的润湿性(使θ>90°),提高了纤维的抗湿能力,因而可制成防水雨布。
9.吉布斯吸附等温式中表面吸附量Γ的意义是:
(1)溶液表面层的浓度
(2)溶液表面与溶液本体的浓度差。
(3)单位面积的表面层溶液中溶质的量与溶液本体中同样多溶剂中所溶解的溶质的量之差。
10.已知苯甲酸在四氯化碳中的溶解度小于其在苯中的溶解度,今用硅胶吸附以上二溶液中的苯甲酸,哪个溶液中的苯甲酸易被吸附?为什么?
答案:溶质溶解度越小,自溶液中逸出的倾向越大,越易被吸附,因而四氯化碳溶液中的苯甲酸易被吸附。
(1)均匀混合的油水系统经静止后会自动分层;
答:均匀混合的油水系统静止后分层是液体自动缩小界面积的现象。
均匀混合的油水系统是多相分散体系,相与相之间的界面积很大,界面能很高,处于不稳定状态,因而会自动缩小界面积而使系统趋于稳定。
(2)自由液滴或气泡通常呈球型;
答:自由液滴或气泡也是液体自动缩小界面积的现象。
一方面由于体积一定时,球型液滴表面积最小,另一方面若形成凸凹不平的不规则表面,在凸凹处分别受到相反方向附加压力的作用,在这些不平衡力的作用下,必然会形成球型表面,各处压力均衡,系统才处于稳定状态。
4、纯水和矿泉水注满玻璃杯时,哪一个的液面会更高于杯口?
答:矿泉水中含有无机盐离子,可使水的表面张力增大,进而增大了水于玻璃杯壁的接触角,所以矿泉水的液面会更高于杯口。