练 习(表面现象)厦大

练习

1.表面性质与什么有关？服用同样质量同样成份的药丸和药粉，哪一种的药效快？为

什么？提示

答案：（药粉的比表面大，药效快。）

2.试计算在20℃时将1cm3水分散成半径为1×10-5cm 的小水滴所需要的功。提

示

答案：(2.16J)

3.将一个系有细线圈的金属环，在肥皂液中浸一下然后取出，这时金属环被一层液膜

所覆盖，而细线圈也保持着最初不规则的形状（见图），现若将线圈内的液膜刺破，问线圈将变成什么形状？为什么？提示

答案：（变成一圆圈，因为表面张力的作用。）

4.有人从"表面扩展过程是一熵增过程"出发，得到"表面扩展是一自发过程"这一结论。

试指出此结论的错误所在。提示

答案：（体系熵增加并不等于总熵增加。）

5.设纯水的表面张力与温度的关系符合下面的关系式

假定表面积改变不会引起总体积变化。试求

(1)在283K 及压力下可逆地使水的表面积增加1cm2时，必须对体系做功多

少？

(2)计算该过程中体系的ΔU、ΔH、ΔS、ΔF、ΔG及所吸收的热。

(3)除去外力，使体系不可逆地自动收缩到原来的表面积；并设不做收缩功。试计算

该过程的ΔU、ΔH、ΔS、ΔF、ΔG及热。提示

答案：〔(1) W＝-7.424×10-6J

(2)ΔU＝ΔH＝＋7.564×10-6J、ΔF＝ΔG＝＋7.424×10-6J、

ΔS＝4.95×10-10J·K-1、Q＝1.4×10-7J

(3)ΔU＝ΔH＝-7.564×10-6J、ΔF＝ΔG＝-7.424×10-6J、ΔS

＝-4.95×10-10J·K-1、Q＝ΔU〕

6.如图所示两根毛细管中分别装有两种不同的液体，若在毛细管右端加热，问液体将

如何移动。提示

答案：(上管向左，下管向右)

7.在下列体系中将活塞两边连通时将出现什么情况？为什么？若连通大气

又如何？提示

答案：（小泡变小，大泡变大，若连通大气，则两气泡均变小，直至曲率半径变成无限大。）

8.在一管径不均匀的毛细管中有一些可润湿管壁的液体存在（见图）。问平衡时，液体

所在位置？提示

答案：（在大管与小管的交界处和小管之间。）

9.某学生用硅胶作吸附剂，苯作吸附质测定硅胶的比表面，实验中发现当苯的蒸气压

超过某一数值时，硅胶的吸附量突然增大，问这是什么原因造成的？

A．发生化学吸附

B．毛细凝聚

C．未达平衡吸附

D．硅胶吸水提示

答案：（B）

10.假定一固体溶于某溶剂形成理想溶液。

(1)导出固体溶解度与颗粒大小的关系

(2)解释为什么会有过饱和现象发生，为什么在过饱和溶液中投入晶种会大批析出晶

体。

(3)25℃时，已知大颗粒CaSO4在水中的溶解度为15.33×10-3mol·dm-3，r＝3×10-7m

的CaSO4细晶溶解度为18.2×10-3mol·dm-3，ρCaSO4＝2.96Kg·dm-3试求CaSO4的界面张力γ。提示

答案：(γS-e＝1.39N·m-1)

11.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求出液体的表面

张力。请导出计算公式，并说明此法的优点。提示

答案：

12.在一定温度下，用半径为0.1009cm 的毛细管以毛细上升法测定一液体的表面张力，

测得平衡时上升高度为 1.4343cm 已知此液体的密度与气相密度差为

0.9972g·cm-3，求液体的表面张力。提示

答案：(0.0707N·m-1)

13.何谓表面活性？如何按照表面活性把溶质分类？极性有机同系物水溶液的表面活性

有什么规律？

14.假设稀油酸钠水溶液的表面张力γ与浓度呈线性关系：γ＝γ0－ba，其中b为常数，

γ0为纯水的表面张力：298K 时γ0＝0.072N·m-1，测得该溶液表面吸附油酸钠的吸附量Γ2＝4.33×10-6mol·m-2，试计算该溶液的表面张力。。提示

答案：(0.061N·m-1)

15.十二烷基苯磺酸钠的细流落入比液流更细的圆形孔中，液流外层被刮下，收集此液

进行分析，得知其浓度为7.5×10-6mol·dm-3，表层厚度为5×10-4cm。已知原液浓度

为 5.5×10-6mol·dm-3，自表面张力测定得知其。

请用这些数据验证Gibbs 吸附公式。实验温度为25℃。

16.两块平板玻璃在干燥时，叠放在一起很容易分开。若在其间放些水，再叠放在一起，

使之分开却很费劲，这是什么原因。若其间不是放水而是放非极性有机液体。则结果又将如何？为什么？提示

答案：（水润湿玻璃，两玻璃间形成凹面，有机液体不润湿玻璃，两玻璃与液体形成凸面。）

17.已知293K 时水－辛醇的界面张力为0.009N·m-1，水－汞的界面张力为

0.375N·m-1，汞-辛醇的界面张力为0.348N·m-1，请判定辛醇是否能在水一汞界面上

铺展开。提示

答案：(可以铺开)

18.不溶膜的表面浓度与吉布斯表面过剩是否相同？如何计算成膜分子平均占有面

积？提示

答案：

19.在一干净的水面上放一小浮片，若用一烧热的铁片插入浮片一边的水中。浮片将向

什么方向移动？当浮片停止移动时，用沾有油的玻璃棒在其任何一侧的水面碰一下，浮片又将如何运动？为什么？提示

答案：（温度升高γ下降，浮片将向铁片的另一方向移动，用油玻棒碰一下，γ下降，则浮片向相反方向移动。）

20.某棕榈酸(M r＝256)的苯溶液，1dm3溶液含酸4.24g。当把该溶液小心地滴到水的

表面，等苯蒸发后，棕榈酸在水面形成固相的单分子膜。如果我们希望复盖500cm2