第九章表面现象三．思考题参考答案1．表面 Gibbs 自由能与表面张力有哪些共同点和不同点
答：它们的共同点是：①都反映了表面分子（或原子）受力不均匀的情况；②两者的数值相同，通常用同一个符号表示
它们的不同点是：①两者的物理意义不同，表面自由能是指在等温、等压、 保持组成不变的条件下， 可逆地增加单位表面积时，系统 Gibbs 自由能的增值
表面张力是指垂直作用于单位长度的边界上，且与表面相切的一种使表面收缩的力
②两者的单位不同，表面自由能的单位是J· m-2 ，而表面张力的单位是N· m-1
2．在一个飘荡在空气中的肥皂泡壁上，所受的附加压力为多少
答：肥皂泡有内、外两个球形表面，曲面上附加压力的方向都指向曲率半径的圆心
若忽略肥皂膜的厚度，外表凸球面和内表凹球面的曲率半径近似看作相等，则肥皂泡上所受的总的附加压力是普通球面附加压力的两倍
3．在自然界中，为什么气泡、小液滴都呈球形
这种现象在实际生活中有什么应用
答：液膜和液体的表面都存在表面自由能，在等温、等压的条件下，表面自由能越低，系统越稳定
所以，为了降低表面自由能，液体表面都有自动收缩到最小的趋势
而球形是相同体积的物体具有表面积最小的一种形状，所以气泡和小液滴都呈球形
如果要制备小的玻璃珠，可以首先将玻璃加热成熔融状态，然后用一定孔径的喷头，将熔融状态的玻璃喷入冷却液（一般是用重油） 中，小的玻璃液滴在降落的过程中会自动收缩成球状
要制备球形硅胶，可以用相似的方法，将熔融状态的硅酸凝胶喷入水中即可
4．纯液体、 溶液和固体是分别以什么方式来降低自身的表面自由能，以达到最稳定的状态
答：纯液体只有收缩一种方式，尽量缩小表面积，在体积小时收缩成球形
而溶液有两种方式，一种是收缩，另一种是调节表面层的浓度
如果溶质是表面活性剂，则尽可能使溶质分子排在表面， 使溶质的表面浓度大于本体浓度
如果溶质是非表面活性物
