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表面及界面习题

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Chapter 1 1、表面与界面的定义。

1)表面:固体与真空的界面;

2)界面:相邻两个结晶空间的交界面称为“界面”。 2、叙述表面与本体的不同点。

表面与本体:结构、化学组成、性质都存在不同。

材料与外界的相互作用是通过表面来进行的。因此,表面具有特殊性,它的性质将直接影响材料的整体性质。材料的性质虽然与组成的本体有关,但其表面对性能的影响却占很大的比重。因为,不少性能是通过表面来实现的,如表面硬度、表面电导,同时,材料某些性能将通过表面受到外界环境的影响。 3、什么叫相界面?有哪几类?

1)相界面:相邻相之间的交界面成为相界面。

2)分为3类:固相与固相的界面,固相与气相的界面,固相与液相的界面。 4、材料表面与界面的表征手段有哪些?

材料表面与界面的表征主要通过对比表面积、表面力(表面能)等测定来实现 1)比表面积

a 静态吸附法(BET)(测量准确度和精度都很好,但达到吸附平衡慢,仪器装置较复杂,需要高真空系统,并且要使用大量的汞,逐步被动态吸附法所取代) b 动态吸附法:常压流动法,气相色谱法(操作简单而快速 ) 2)表面力

a 高聚物熔体表面力外推法(γ∝T成直线关系,测定不同温度下高聚物熔体的表面力,外推到20℃时的表面力)

b Zisman的浸润临界表面力法(测定固体在已知表面力的液体中的接触角 ) C 还有几何平均方程求解法、状态方程测求法等等 d 理论计算:等比容法、聚能密度法、Tg参数计算法

5、试述表面力产生的原因。

材料的表面结构和性质与其本体有明显的差别,这是因为位于材料本体的原子受到周围原子的相互作用是相同的,处于对称力场之中,总的作用之和等于0;而处于表面的原子只有局部受到与本体相同的相互作用,而其余的部分则完全不同,表面由此产生表面力。 6、单位体积的物体所具有的表面积称为比表面,请得 出下列结果: (1)半径为r的球形颗粒,其比表面为:

(2)质量为m,密度为ρ的球形颗粒的比表面: (3) 边长为L的立方体的比表面为:

(4) 质量为m,密度为ρ的立方体的比表面为:

7.水蒸气迅速冷却至25℃会发生过饱和现象。已知25℃时水的表面力为71.49×10-3 N/m,当过饱和水的蒸气压为正常平衡蒸气压的4倍时,求:

P2?V2?M(1)在此过饱和情况下,开始形成液滴的半径; RTln??P0r?r(2)一滴此种水滴中含有多少个水分子?

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8.在20℃下,若水的密度为ρ=998.2kg/m,表面力为72.8Х10-3N/m,若水滴半径为10cm,求水的过饱和度。

-6-8-3

T=293K, r=10cm=10m, R=8.314JmolK,M=18g/mol=18*10kg/mol

3-6

9.乙醇的表面力符合公式σ=72-0.5c+0.2c2,c是乙醇的浓度(mol/L),温度为25℃,计算0.5 mol/L乙醇溶液的表面超量。

10.毛细管法测定液体表面力的原理是什么?为什么要对毛细管法进行修正? 1)PPT chapter 1 P11 第一 PPT 推到出表面力的公式即可 2)原因

(1)对凹月面看作为球面的近似处理

(2)只有在凹月面的最低一点毛细上升高度才是h,在其他各点上,毛细上升高度都大于h。

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11.在20 ℃时用毛细管法测定苯的表面力,得到下列数据,求苯的表面力。 r=0.0550cm, h=1.201cm,ρ苯=0.8785g/cm3, ρ空气=0.0014g/cm3 a为毛细常数,它是液体的特性常数

12.19 ℃时丁酸水溶液的表面力可表示为:

为纯水表面力;a、b为常数,各为5.097×10-2 mol/L与0.180;c为浓度 求:(1)c=0.200 mol/L时的 ;

(2)c/a》1时的 值,并计算丁酸分子所占面积

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表面及界面习题

.Chapter11、表面与界面的定义。1)表面:固体与真空的界面;2)界面:相邻两个结晶空间的交界面称为“界面”。2、叙述表面与本体的不同点。表面与本体:结构、化学组成、性质都存在不同。材料与外界的相互作用是通过表面来进行的。因此,表面具有特殊性,它的性质将直
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