13 第 十章 界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉” ， 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小” 的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以 Δ G＜0，而Δ S＜0，由 Δ G=Δ H－TΔ S，得 Δ H＜0，即反应为放热反应。 10－2 在 293.15K 及101.325kPa 下，把半径为 1×10－3m 的汞滴分散成半径为 1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(Δ G)为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为 0.4865 N·m－1。 解： 3143r＝N ×3243r N＝3132rr 14 Δ G＝21AAdA＝(A2－A1)＝4·( N22r －21r )＝4·(312rr－21r ) ＝4××(3 39(1 10 )1 10－10－6) ＝5 .9 0 6 2 J 10－3 计算时 373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为 58.91×10－3 N·m－1 (1) 水中存在的半径为 0.1μ m 的小气泡；kPa (2) 空气中存在的半径为 0.1μ m 的小液滴； (3) 空气中存在的半径为 0.1μ m 的小气泡； 解：(1) Δ p＝2r ＝362 ...
