《其他线和面缺陷》PPT课件

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1、第十章界面其他线和面缺陷曹婧李佳2005310650主要内容与表面热力学和动力学相关的基本关系式界面（interface）：任意两相之间的边界表面（surface）：致密相与其蒸汽，或真空、惰性气体、空气之间的边界对表面与界面的研究常统称为表面化学（surfacechemistry）通常研究固相的润湿、去垢和气体吸附表面位置的选择方法表面自由能界面的压力降曲率对蒸汽压的作用细颗粒溶解度的增加平衡的固相表面Outline界面位置的选择方法举例考察水和水蒸汽组成的平衡系统界面位置的选择方法将表面位置选取所造成的物质超过实际情况的量称为表面过剩表面过剩可以为正，可以为负，也可以为零。表面熵Ss，

2、比表面熵ss几个概念单位表面过剩的物质可以称为吸附作用，或吸附密度系统中的任一组分均有过剩的概念，组分i的表面过剩定义为Гi（如溶剂和溶质）其他重要的表面参数包括：内能（us）、焓（hs）、自由能（gs）在单一组分的系统中，将界面选在吸附密度为零的地方；然而在一个过剩参数为零的地方，其他的过剩参数不一定为零（如密度的表面过剩和熵的表面过剩不一定在同一位置）在多组分系统中，不同组分的同一种过剩参数可能也不同时为零界面位置的选择方法对单一相组成的系统：对三维相界面：对两相组成的系统：界面位置的选择方法Gibbs-Duhem方程Gibbs认为，与表面区域的实际厚度相比，曲率是可以忽略不计的将C1+

3、C2=0处定义为界面，则10.2式可以写为：相应的表面方程可以写为：界面位置的选择方法γ代表在绝热的定容、定组分系统中增加单位表面积所做的功，即表面张力界面位置的选择方法T、μi、γ为常数：Gibbs自由能的表达式：对于Gibbs表面自由能：表面自由能而Helmholtz自由能与Gibbs的关系：表面的体积为零，二者表达式相等，定义为表面自由能：比表面自由能：表面自由能两相系统的Helmholtz自由能变化：对于封闭系统也即：界面的压力降分析一些条件：恒容：因此界面的压力降将上述表达式带入10.16，得到：称为Laplace方程或Laplace-Young方程对于球形表面，由于r1=r2，可

4、将上式简化为：界面的压力降Laplace方程的另一种推导界面的压力降式10.22和10.23均为Laplace方程的一种形式，描述了曲面的压力降。界面的压力降曲率对蒸汽压的作用设系统a的化学势为μ0，系统b的化学势为μc系统a的自由能降低了μ0dn，而系统b的自由能增加了μcdn整个系统的自由能变化为：曲率对蒸汽压的作用令ΔP0=Pg-P0曲率对蒸汽压的作用——Kelvin方程或Gibbs-Thomson方程描述了曲面蒸汽压的增加对于球体：曲率对蒸汽压的作用对于凸形曲面Pg>P0对于凹形曲面Pg

5、颗粒看作多面体，系统的Helmholtz自由能变化：在这个系统中，式10.16可以写为：对于每一个组成晶面的金字塔形：晶体颗粒总的体积：平衡的固相表面在式10.52中，平衡的固相表面平衡的固相表面