材料表面与界面-习题含答案

第一章1、什么是 Young 方程？接触角的大小与液体对固体的润湿性好坏有怎样的关系？答：Young 方程：界面化学的基本方程之一。它是描述固气、固液、液气界面自由能 γsv，γSL，γLv与接触角 θ 之间的关系式，亦称润湿方程，表达式为:γsv-γSL=γLvCOSθ.该方程适用于均匀表面和固液间无特别作用的平衡状态。关 系 ： 一 般 来 讲 ， 接 触 角 θ 的 大 小 是 判 定 润 湿 性 好 坏 的 依 据 ， 若θ=0.cosθ=1,液体完全润湿固体表面，液体在固体表面铺展；若 0＜θ＜90°，液体可润湿固体,且 θ 越小,润湿性越好；90°＜θ＜180°，液体不润湿固体；θ=180°,完全不润湿固体，液体在固体表面凝集成小球.2、水蒸气骤冷会发生过饱和现象，在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒，试气温骤降至 293K，水气的过饱和度(P/Ps）达 4,已知在 293K 时，水的表面能力为0。07288N/m,密度为 997kg/m3，试计算：（1）在此时开始形成雨滴的半径。（2）每一雨滴中所含水的分子数。答：（1)根据 Kelvin 公式有开始形成的雨滴半径为:将数据代入得:（2）每一雨滴中所含水的分子数为 N=NAn ，n=m/M=rV/M,得3、在 293k 时,把半径为 1.0mm 的水滴分散成半径为 1。0μm 的小水滴,试计算（已知 293K 时水的表面 Gibbs 自由为 0。07288J .m-2)（1)表面积是原来的多少倍?（2）表面 Gibbs 自由能增加了多少？（9 分)答：（1）设大水滴的表面积为 A1，小水滴的总表面积为 A2，则小水滴数位 N，大水滴半径为 r1,小水滴半径为 r2。又因为将大水滴分散成 N 小水滴，则推出=故有即表面积是原来的 1000 倍。（2）表面 Gibbs 自由能的增加量为=4＊3.142＊0。07288*[109＊（10—6）2-（10—3）2]=第二章1、什么是 CMC 浓度？试讨论影响 CMC 的因素.请设计一种实验测定 CMC 的方法。答： （1）CMC 浓度是指随着表面活性剂浓度上升，溶液的表面张力逐渐下降，直至表面张力几乎不变时所发生转折时的浓度.（2）疏水基的影响、亲水基、温度、添加剂（电解质、有机物）。（3）测定方法：测定电导率、渗透压、冰点、增溶性、洗净力等物理量发生显著变化的转折点2、温度对离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂溶解度的影响有什么不同？为什么离子型表面活性剂在 K。P 点以上溶解度迅速增大,而非离子型表面活性剂溶液在 C。P 点变成浑浊？答：（1)离子型:在足够低的温度下，溶解度随温度升高而慢慢增大，...