力学小论文--付成

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1、学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工11-6班姓名：付成学号11402010616指导教师：车老师短号：695080力学对物质的内在影响及在宏观上的表现内容摘要力学无处不在，对我们的生产生活有巨大的影响，此文章主要讲述力学对物质的内在影响以及力学在宏观上的变现。在相同体积的条件下，任何物质都具有使自己的表面积缩小的趋势，或者说使物体的表面吉布斯函数减小的趋势。本文主要介绍一下液体的表面张力对液体的影响，以及固体表面张力对物质的影响。关键词吉布斯函数表面张力力是非常神奇的东西，不仅可以

2、使物体具有发生形变，使物体运动，也可以使物体保持一定的形状，小到可以解释分子与分子之间的作用，比如为什么试管中的液面不是水平的，而是凹的或者凸的，为什么露珠是球形，由于液体的表面张力，液体的饱和蒸汽压会改变，可以形成过饱和蒸汽、过热水、过冷水、过饱和溶液这四种亚稳态。表面张力对固体物质有什么影响呢？固体表面也存在表面张力和表面吉布斯函数，但是固体表面的分子几乎是不可以移动的，而我们知道对一个物体来说，降低它的表面张力和表面吉布斯函数是一个自发的过程，所以固体会通过某种方式来降低它的表面张力和表面

3、吉布斯函数，固体表面通过自发地将气体富集到表面，使气体在固体表面的浓度的（或密度）不同于气相中的浓度（或密度），很典型的一个例子就是活性炭，一般我们在刚刚装修完的家里会放一些活性炭，活性炭通过吸附气体来降低它的表面张力以及表面吉布斯函数。液体表面张力对液体的影响由Laplace方程可知，弯曲液面的附加压力与液体表面张力成正比，曲率半径越小附加的压力也就越大，由此可以解释毛细管现象。微小液滴的饱和蒸汽压要高于相应的具有平面液体的饱和蒸汽压由开尔文公式可知，对于在一定温度下的某种液态物质而言，此时饱

4、和蒸汽压只是r的函数，20℃时小液滴的饱和蒸汽压与平液面的饱和蒸气压之比与水滴半径的关系r/m10-510-610-710-810-9P2/p11.00011.0011.0111.1142.937由上面数据可知，当液滴的半径减少到10-9m时，其饱和蒸汽压几乎是平液面的3倍，同时也可以知道，只有在颗粒半径在纳米级左右才会达到觉察的程度，通常情况下，这些表面效应可以忽略不计，但在蒸汽冷凝、液体凝固，液体沸腾以及溶液结晶的过程中，由于新相要由无到有生成，故最初生成的新相都是非常小的，那么此过程的表面

5、张力对其影响就非常明显，其比表面积和表面吉布斯函数都是非常大，新相难以生成，进而会产生过饱和蒸汽、过冷液体、过热液体以及过饱和溶液，我们在化学实验室里做结晶实验的时候，经常要加一些小晶体来诱发它结晶。还有我们在做蒸馏实验的时候，为了防止液体过热现象，我们会加入一些沸石来防止爆沸，因为沸石是多孔性物质，里面储存气体，加热时这些气体成为新相种子，因而绕过了产生极小气泡的困难阶段，使液体的过热程度大大降低。人工降雨的原理就是当云层中的水蒸气达到饱和或过饱和的状态时，在云层中用飞机喷洒微小的AgI颗粒，

6、此时AgI颗粒就成为水的凝结中心，使新相生成时所需要的过饱和程度大大降低，云层中的水蒸气就容易凝结成水滴而落向大地。固体表面张力对物质的影响固体表面也存在表面张力和表面吉布斯函数，但是固体表面的分子几乎是不可以移动的，而我们知道对一个物体来说，降低它的表面张力和表面吉布斯函数是一个自发的过程，所以固体会通过某种方式来降低它的表面张力和表面吉布斯函数，固体表面通过自发地将气体富集到表面，使气体在固体表面的浓度的（或密度）不同于气相中的浓度（或密度），由吸附经验式—Freundlich公式可知（k为

7、单位压力时的吸附量，随温度升高而降低；n在0与1之间，描述压力对吸附量影响大小。）吸附量与压强的关系，随着压力的增大，吸附量也增大，当然这只是一个经念式。Langmuir吸附等温式这个式子只有在固体表面比较均匀，并且吸附只限于单分子层的时候，Langmuir吸附等温式才能较好的描述实验结果，二常数BET吸附公式该理论是在Langmuir吸附等温式的基础上提出的，尽管该理论还有一些缺陷，但是它仍是现今应用最广、最成功的理论。说完这些理论的东西，我们发现就不难解释活性炭的吸附原理了，活性炭有的内部有

8、很多很多的孔，活性炭通过吸附气体来降低它的表面张力以及表面吉布斯函数。从而活性炭可以作为吸附剂吸收一些有害气体，所以一般我们在刚刚装修完的家里会放一些活性炭。总结简单的介绍了一些液体表面张力对物质的影响，以及固体的表面张力对物质的影响，发现原来我们平常看到的力只是力的冰山一角，原来力可以改变液体的饱和蒸汽压，使形成过饱和蒸汽、过热水、过冷水、过饱和溶液，原来吸附作用也可以用力的原理来解释，原来人工降雨的原理也与力有关，也可以解释为什么一些固体物质如果长时间没有擦会有很多灰。还可以解释为什么有些液