《弯曲液面讲解》PPT课件.ppt

pgpl定定义：：由于表面由于表面张力的作用力的作用, 弯曲液面内外弯曲液面内外产生的生的压力差力差 p§10-2 弯曲液面的附加压力和毛细现象弯曲液面的附加压力和毛细现象 弯曲液面的弯曲液面的附加压力附加压力Ø凸液面附加凸液面附加压力指向液体内部力指向液体内部Ø凹液面附加凹液面附加压力指向液体外部力指向液体外部.方向方向：指向弯曲液面的曲率中心：指向弯曲液面的曲率中心大小大小：：Ø 与表面与表面张力成正比力成正比Ø 与曲率半径成反比与曲率半径成反比拉普拉斯方程拉普拉斯方程 pγγγγ pγ γ p球内球内压力力 > 球外球外压力力§10-2 弯曲液面弯曲液面凸液面凸液面凹液面凹液面1. 拉普拉斯方程拉普拉斯方程γγ  r•圆球形液滴的附加球形液滴的附加压力力证明：明： F = 2 rγ   p = 2 rγ / ( r2)γγr•附加附加压力与曲率半径的关系力与曲率半径的关系ABOO1r1  F = 2  r1 γ cos   p = F/ ( r12) = 2  r12γ /r( r12) = 2γ/rØ水平液面水平液面: r =  ,   p=0.Ø空气中的空气中的气泡：气泡：   p = 4γ /r.§10-2 弯曲液面的附加压力和毛细现象弯曲液面的附加压力和毛细现象 弯曲液面的弯曲液面的附加压力附加压力= 2  r12 γ /r= 2γ /r1.拉普拉斯方程拉普拉斯方程对于于25℃的水的水例例题：：∴ ∴ 当颗粒半径可用当颗粒半径可用mmmm描述时，可忽略描述时，可忽略 p p；当颗粒半径小至不；当颗粒半径小至不可用可用mmmm描述时描述时( (超细粉，纳米材料超细粉，纳米材料) )，由于，由于 p p值巨大，会使液、值巨大，会使液、固体许多性质发生巨变，与正常液、固体不同。

固体许多性质发生巨变，与正常液、固体不同毛细现象毛细现象 毛细现象毛细现象液面曲率半径液面曲率半径 r1 与毛与毛细管半径管半径 r 及接触角及接触角   间的关系的关系为：：γ—液体表面液体表面张力力;  —液体密度液体密度; g—重力加速度；重力加速度； r—毛毛细管半径管半径 .将毛将毛细管插入液体后管插入液体后 液面将沿毛液面将沿毛细管上升（管上升（润湿，水，凹）或下降湿，水，凹）或下降（不（不润湿，汞，凸）的湿，汞，凸）的现象象§10-2 弯曲液面的附加压力和毛细现象弯曲液面的附加压力和毛细现象θθr1rθθhh产生的原因是毛生的原因是毛细管内的弯曲液面上存在附加管内的弯曲液面上存在附加压力力  p . 以以凹液面凹液面为例例, 液面液面上升上升至平衡至平衡时, 有有  p  pθθ >90° <90°2. 开尔文公式开尔文公式对凸液面凸液面(如小液滴如小液滴), 凸面液体曲率半径增大，凸面液体曲率半径增大，dr>0 ln (pr / p) > 0, pr > p 对凹液面，凹液面，凹面液体凹面液体, 液滴的液滴的转入入导致曲率半径减小致曲率半径减小,dr<0 ln (p / pr) > 0, pr < p p (凸面凸面) > p (平面平面) > p (凹面凹面)且曲率半径越小且曲率半径越小, 偏离程度越大偏离程度越大.2. 开尔文公式开尔文公式 蒸气蒸气压与与曲率半径曲率半径的关系的关系(1)过饱和蒸气和蒸气(2)过热液体液体(3)过冷液体冷液体(4)过饱和溶液和溶液压力超力超过常常规饱和蒸气和蒸气压的蒸气的蒸气温度高于沸点的液体温度高于沸点的液体温度在凝固点以下的液体温度在凝固点以下的液体浓度超度超过饱和和浓度的溶液度的溶液3). 亚稳定状态和新相的生成亚稳定状态和新相的生成3. 亚稳状态和新相的生成亚稳状态和新相的生成1). 微小液滴的化学势微小液滴的化学势2). 微小液滴的饱和蒸气压微小液滴的饱和蒸气压—开尔文公式开尔文公式pr 3. 亚稳定状态亚稳定状态在蒸汽冷凝，液体凝固，液体沸在蒸汽冷凝，液体凝固，液体沸腾以及溶液以及溶液结晶晶过程中，由于新相程中，由于新相的核的核实极其微小的，其比表面极其微小的，其比表面积和表面吉布斯函数都很大，因此在和表面吉布斯函数都很大，因此在系系统中中药产生新相生新相识极极为困困难的。

的3. 亚稳定状态和新相的生成亚稳定状态和新相的生成过饱和蒸气的和蒸气的压力尚未达到力尚未达到该液体微小液滴的液体微小液滴的饱和蒸气和蒸气压p•过饱和蒸气的和蒸气的产生生气相区气相区人工降雨人工降雨干冰干冰(1)过饱和蒸气和蒸气压力超力超过常常规饱和蒸气和蒸气压的蒸气的蒸气373.15Kp(大气大气)p(附加附加)h=0.02m（（2））过热液体液体 温度高于沸点的液体温度高于沸点的液体§大气大气压力力 p(大气大气) = 1.0  105 kPa§附加附加压力力  p = 118 105 Pa§静静压力力 p(静静) = 0.1878 kPa 总外外压 = 119  105 kPa230度？度？爆沸爆沸 沸石沸石1)过饱和蒸气和蒸气气泡内水蒸气的气泡内水蒸气的压力力 pr = 91.34 kPa (凹液面凹液面)3. 亚稳定状态和新相的生成亚稳定状态和新相的生成(1)过饱和蒸气和蒸气 压力超力超过常常规饱和蒸气和蒸气压的蒸气的蒸气 (2) 过热液体液体 温度高于沸点的液体温度高于沸点的液体(3) 过冷液体冷液体 温度在凝固点以下的液体温度在凝固点以下的液体μμ(s)μr(s)μ（（l )过冷冷水水(4) 过饱和溶液和溶液 浓度超度超过饱和和浓度的溶液度的溶液微小晶粒具有比普通晶体更大的溶解度微小晶粒具有比普通晶体更大的溶解度.当溶液当溶液浓度达到普通晶体的度达到普通晶体的饱和和浓度度时, 相相对于微小晶粒于微小晶粒还未未饱和和, 微小晶粒不能从中析出微小晶粒不能从中析出,形成形成过饱和溶液和溶液 。

Tt2)过冷液体冷液体•水磨米粉水磨米粉较细•1987.3.15 哈哈尔滨亚麻厂麻厂发生生尘爆爆 炸炸毁三个三个车间 1300m2,伤亡三百余人亡三百余人 4). 微小颗粒的化学势高、化学性质活泼微小颗粒的化学势高、化学性质活泼3). 亚稳定状态和新相的生成亚稳定状态和新相的生成3. 亚稳状态和新相的生成亚稳状态和新相的生成1). 微小液滴的化学势微小液滴的化学势2). 微小液滴的饱和蒸气压微小液滴的饱和蒸气压—开尔文公式开尔文公式过饱和蒸气和蒸气 过热液体液体过饱和溶液和溶液 过冷液体冷液体。