《物理化学(第五版)》第十三章复习题答案解析

复习题8
• b 管垂直高度为 h，
• c 管调整表面曲率半径但不溢出，
• d 管不溢出，
• e 管高度为到扩大部分为止，但上去后不会下降仍
然为 h
• f 管将下降为凸液面，
• g 管为 1/n倍h。
复习题9
9.把大小不等的液滴（或萘粒）密封在一玻璃 罩内，隔相当长时间后，估计会出现什么现象？ • 小液滴消失，大液滴更大。 弯曲液面所产 生的附加压力将使液体在以小液滴形式分 散存在时比大量聚集存在时具有更大的饱 和蒸气压。
复习题11
11.为什么在相同的风力下，和海面的浪比湖面 大？用泡沫护海堤的原理是什么？ • （1）海水中有大量盐类，表面张力比湖水 大，可以形成较大的浪花（如较大的表面 张力液滴大）。 • （2）形成泡沫的物质可以使水的表面张力 降低，水的凝聚力减小，对堤坝的冲击力
降低。
复习题12
12.如果某固体的大粒子(半径为R1')在水中形 成饱和溶液的浓度为c1，微小粒子(半径为R2') 在水中形成饱和溶液的浓度为c2，固—液界面 张力为γs-l .试证明饱和溶液浓度与曲率半径的 关系式为
复习题1
1.比表面有哪能几种表示方法？表面张力与表面 Gibbs自由能有哪些异同点？

答：A0= As/m或A0= As/V； 表面张力又可称为表面Gibbs自由能，二者 数值一样。

但一个是从能量角度研究表面现象，另一个
是从力的角度研究表面现象；故二者物理意
义不同；单位不同。
复习题2
2.为什么气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形？玻 璃管口加热后会变得光滑并缩小（俗称圆口）， 这些现象的本是什么？用同一滴管滴出相同体积 的苯。水和NaCl 溶液，所得的液滴数是否相同？ • 弯曲液面有附加压力，其最终会将不规则的液 面变为圆形或球形； • 球形表面积最小，表面自由能最低，最稳定； • 不相同。
复习题3
• 3.用学到的关于界面现角的知识解释以下几 种做法或现象的基体原理：①人工降雨； ②有机蒸馏中加沸石；③多孔固体吸附蒸 气时的毛细凝聚； ④过饱和溶液，过饱和 蒸气，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 何常常在农药中加入少量表面活性剂。
复习题3
• 这些现象都可以用开尔文公式说明，①、 ②、 ④、
复习题10
10.为什么泉水和井水都有较大的表面张力？当将 泉水小心注入干燥杯子时，水面会高出杯面，这 是为什么？如果在液面上滴一滴肥皂液，会出现 什么现象？
• 因为泉水和井水溶有较多的离子，根据溶质对表 面张力的影响规律，有较大的表面张力；当将泉 水小心注入干燥杯子时，水面会高出杯面，这是 因为水的表面张力的收缩作用。如果在液面上滴 一滴肥皂液，液面将降低。
c2 2 s l M 1 1 ln ' ' c1 RT R R 1 2
式中M为该固体的摩尔质量， 为其密度
复习题12
大粒子与其溶液成平衡时 c1 s, T , p1 s ,T , p RT ln c 小粒子与其溶液成平衡时 c2 s, T , p2 s ,T , p RT ln c 两溶液的化学势之差 c2 两粒子的化学势之差
复习题7
7.若用CaCO3(s)进行热分解，问细粒CaCO3(s)的 分解压（p1）与大块的CaCO3(s)分解压（p2）原 相比，两者大小如何？试说明为什么？ • 答：小颗粒的CaCO3分解压大。因为小粒
的附加压力大，化学势高。
复习题8
• 8.设有内径一样大的a、b、c、d、 e、 f管及 内径比较大的g管一起插入水中（如图所 示），除f内壁涂有石蜡外，其余全是洁净 的玻璃管，若a管内液面升高为h,试估计其 余管内的水面高度？若先将水在各管内（c, d管除外）都灌到h的高度，再让其自动下降， 结果又如何？
• 纯液体：缩小液体表面积；
• 溶液：表面与本相中溶质的浓度不同；
• 固体：吸附作用。
复习题6
6.为什么小晶粒的熔点比大块固体的熔点低，而溶 解度却比大晶粒大？ • 根据开尔文公式
• 由于表面张力的存在，小晶粒的附加压力
大，它的化学势相对较高，所以小晶粒的
熔点比大块固体的熔点低，而溶解度却比
大晶粒大。
RT ln c1 2 g Baidu Nhomakorabea M ' R
c2 2 s l M 1 1 ln ' ' c1 RT R2 R1
复习题13
13.什么叫表面压？如何测定它？它与通常的气 体压力有何不同？
• 表面压为纯水的表面张力与膜表面张力之 差。可以用膜天平进行测定；与通常的气 体压力不同的是它是二维压力。
⑤是新相刚形面时的体积小，曲率半径小，对与之
平衡的旧相有更加苛刻的条件要求。③多孔固体吸
附蒸气时，被吸附的气体的液相对毛细管是润湿的，
其曲率半径小零，当气体的分压小于其饱和蒸气压
时，就可以发生凝聚。⑥喷洒农药时，在农药中加 入少量表面活性剂，可以降低药液的表面张力，使 药液在叶面上铺展。
复习题4
• 4.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。 试问当将两管接通后，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。
复习题4
• 小球更小，大球更大；
• 最后小泡变成一个与大泡曲率半径相同的 弧； • 由于小泡的附加压力大，所以大泡变大， 小泡变小，最后使两泡的曲率半径相同。
复习题5
5.因系统的Gibbs自由能越低，系统越稳定，所 以物体总有降低本身表面Giibs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Gibbs自由能的。
复习题14
14.接触角的定义是什么？它的大小受哪些因素 影响？如何用接触角的大小来判断液对固体的润 湿情况？
• 接触角为在气液固三相交接处，气-液界面与固-液界 面 之间的夹角，其大小由三种界面张力的相对大小 决定； • 接触角为零 ，液体在固体表面 铺展 ， • 小于 90°液体能润湿固体， • 大于 90°，不能润湿。