第21题:
问答题
试分析表面张力和界面张力形成的物理原因及其与物质原子间结合力的关系。
正确答案:
1、表面张力
液体内部的分子和分子间几乎是紧挨着的,分子间经常保持平衡距离,稍远一些就相吸,稍近一些就相斥。但液面上层气体分子间距相对来说超大,它对液面液体分子不存在斥力,这就导致一些液体表面上有些不规则运动的液体分子冲破液体分子之间的引力,变成水蒸气,这样液面就会变得分子稀薄,数目一少,分子间距就大了,这些液面分子之间的引力就占主导,即所谓的液体表面张力,方向沿表面。
向系统中加入异类原子能削弱系统原子间的结合能,结果导致表面能降低;一定温度下,原子间的结合力越大,表面内能越大,表面自由能越高;表面能还与晶面有关,晶面为密排面时表面内能小。总之,原子间的结合力大的物质,其熔点和沸点越高,其表面张力也越大。
2、界面张力
当两个相共同组成一个界面时,其界面张力的大小与两相质点间的结合力的大小成反比。取两个球体:A、B。为形成一个A-B界面:将A、B分割为两个半球,断面积为1cm2,所需要的功为WAA、WBB,将两个A-B结合体分开所作的功为2WAB,而使它们再结合到一起所作的功为-2WAB,因此,产生两个A-B界面所作的功为:W =WAA+ WBB -2WAB,因:WAA=2γA;WBB=2γB,则:γAB=γA+γB- WAB说明为使A.B结合体分离作功越大(WAB越大),
界面能就越小,即两相的结合力越大,界面张力就越小,反之界面能(张力)越大。
解析:
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