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物理化学下册练习-5 第 15 章 界面化学 基本概念 1 两相的界面为什么存在收缩张力_。表面张力的定 义是_ 。 2 表面张力随温度的升高而_ 。当液体的温度升高到临界温度时,表面张力等于_ 。 这是因为_ 。 3 在热力学上,通常用模型的方法将界面层处理为_相。吉布斯的处理方法是 _。按照吉布斯模 型 , 两 相 平 衡 系 统 的 体 积V=_ , 物 质 的 量n =_ , 亥 氏 函 数 A=_ 。界面过剩量ni () = _ 。 4 若有一个二元系,两相达到平衡。试用Gibbs界面模型在下图中标出n2 () = ?是正吸附还是负吸附? 5 试写出界面相的一个热力学基本方程,= )( d G_。根据这个基本方 程,可得表面张力的热力学表示式= _。 6 存在弯曲界面的多相系统的平衡条件为:热平衡_ ;力平衡_ ;相平衡 _ 。 7 试写出Laplace方程:_ 。对于半径为r的球形液滴,上式可写成 _ 。对于半径为r的液体中的气泡,上式可写成_ 。 8 如图所示,在一玻璃管两端分别有一个肥皂泡。今打开考克使它们接通, 其结果是大泡变大、小泡变小,还是大泡变小、小泡变大?二者最终能 否达到平衡状态? 9 将玻璃毛细管插入水中(如右图) ,经验告诉我们,毛细管中的液面升高 了,这是因为 _ 。 10试写出Kelvin方程_ 。试指出微小液滴的饱和蒸汽压为什 么要比平面液体的大 。 11试分析液体过热的原因,并指出为避免过热而采取的一些方法 _ _ 。 12试写出Gibbs吸附等温式_ 。 何谓正吸附?_ ,哪些物质加入水中呈正吸附_ 。 何谓负吸附?_ ,哪些物质加入水中呈负吸附_ 。 物理化学下册练习-6 13有一表面活性剂加入水中,在浓度很低时,表面 2 (1) 张力与浓度间服从公式 b c = 2 ,在浓度较高 时,服从公式c2 =Ae ( )/B 试示意画出单位界 c2 面吸附量 ( ) 21随表面活性剂浓度 2 c的变化曲线。式中为纯水的表面张力,b、A和B为常数。 14如何判断一液滴在固体表面上是否铺展_ ,铺展系数的表示式是 =_ ,它的物理意义是_ 。 15如何判断液体在固体表面是否润湿_ ,试写出杨氏方程 _ 。对于下列三种情况选填符号、=、,指出何者铺展、何者润湿? 0_ 0_ 0_ 0_cos 0_cos 16 固体颗粒在液体中呈如下两种状态,试分别画出它们的接触角,并指出何者润湿,何者不润湿? 液体在毛细管中呈如下两种状态,试分别画出它们的接触角,并指出何者润湿,何者不润湿? 17何谓临界胶束浓度? ,当表面活性物 质 的 浓 度 超 过 临 界 胶 束 浓 度 后 , 溶 液 内 将 生 成 不 同 形 式 的 胶 束 , 它 们 是 。 18试在下表所列指标中填写物理吸附与化学吸附的特征或区别: 物理吸附 化学吸附 吸附力 吸附热 选择性 吸附分子层 吸附速度 吸附可逆性 19多相催化反应的基本步骤是 。 20气体A在某催化剂表面发生分解反应(g) 2B(g)A 。若产物B在催化剂表面与A竞争吸附,则A和 B的兰缪尔等温方程分别为:= A ,= B 。 物理化学下册练习-7 计算题 一、试指出下列哪些偏导数是表面张力? (1) j , )( s npT A A (2) j , )( s npS A H (3) j , )( s npT A G (4) j , )( s npT A H (5) j , )( s npT A U (6) j , )( s nUS A A 二、按照Gibbs界面模型,界面相的热力学基本方程 )( d G=? 恒温下,在一带有活塞的汽缸里,半径为r的纯物质微小液滴与其蒸气达到气液平衡。试按照Gibbs 界面模型,写出界面相的热力学基本方程= )( d A? 三、下图表示四根毛细管插入某种液体后所引起的液面升高或降低,试指出何者是正确的? 四、在一个锥形容器中,放入一滴液体,若液面微微呈凸形,如下图所示 。试画出接触角,并判断其是 润湿还是不润湿。 ( o 90) 五、若将一表面积为AS的固体在某液体中浸湿。试表示该过程的吉氏函数变化,并用杨氏方程证明,该 固体一定能被该液体所润湿。 六、已知水能润湿玻璃。今将三根半径不同的玻璃毛细管放在空气中,试简要描述,当空气的湿度逐渐增 大时,三根毛细管中所发生的变化。 七、从热力学角度分析,吸附应是吸热的还是放热的?为什么?请用热力学关系式 G =HTS 分析说明之。 八、有一表面活性剂浓度很稀的水溶液,在25时用快速移动的刀片刮取该溶液的表面,测得表面活性剂 的单位界面吸附量2 1( ) = 310-10 mol?cm-2。已知25时纯水的表面张力为 72.010-3 N?m-1 ,试计 算该溶液的表面张力。
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