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界面张力
教学目的与要求 理解表面张力和表面Gibbs函数的概念。
理解弯曲界面的附加压力概念和LapLace公式、Ke1vin公式。
了解润湿、接触角和Young方程，了解物理吸附与化学吸附的含义和区别。掌握Langmuir单分子层吸附模型和吸附等温式
了解溶液界面的吸附及表面活性物质的作用。理解Gibbs吸附等温式。
教学重点与难点 重点：Laplace方程、Kelvin公式、Langmuir吸附等温式和Gibbs吸附等温式等公式及其应用。
难点：表面张力和附加压力的关系，Gibbs表面相的概念。
作业
9-1 界面张力
界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。
常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。
比表面通常用来表示物质分散的程度，有两种常用的表示方法：一种是单位质量的固体所具有的表面积；另一种是单位体积固体所具有的表面积。即：
式中，m和V分别为固体的质量和体积，As为其表面积。目前常用的测定表面积的方法有BET法和色谱法。
把物质分散成细小微粒的程度称为分散度。把一定大小的物质分割得越小，则分散度越高，比表面也越大。
例如，把边长为1cm的立方体1cm3逐渐分割成小立方体时，比表面增长情况列于下表：
边长l/m 立方体数 比表面Av/（m2/m3）
1×10-2 1 6 ×102
1×10-3 103 6 ×103
1×10-5 109 6 ×105
1×10-7 1015 6 ×107
1×10-9 1021 6 ×109
一．液体的表面张力、表面功及表面吉布斯函数
表面层分子与内部分子相比，它们所处的环境不同。体相内部分子所受四周邻近相同分子的作用力是对称的，各个方向的力彼此抵销；但是处在界面层的分子，一方面受到体相内相同物质分子的作用，另一方面受到性质不同的另一相中物质分子的作用，其作用力未必能相互抵销，因此，界面层会显示出一些独特的性质。
①.表面层分子内部分子具有更高的能量。
②.液体内部分子对表面分子吸引力远大于外部气体分子对其吸附力。
表面层分子受到内部分子的引力。有向内部分子移动的趋势，即有减小液体表面积的趋势。
在两相(特别是气-液)界面上，处处存在着一种张力，它垂直与表面的边界，指向液体方向并与表面相切。
二．表面张力γ：沿着液体表面，垂直作用与单位长度上的紧缩力。


例：，金属丝围成的框架。右边是可以活动的。上罩有一层肥皂膜。
把右丝放松后，丝会自动向左移，欲使丝不动，则要加一个向右的力F。
γ为作用在液膜长度上的紧缩力。丝长为l,
 
则 ∴ 　　　　
 把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用表示，单位是N·m-1。
又例：把一个系有细线圈的金属环，在肥皂液中浸一下，然后取出，在时金属环中便有液膜形成，它很像拉紧了的橡皮膜，细线圈则保持最初的偶然形状。（a）；若用烧热的针刺破线圈内的液膜，由于线圈上任一点两边的作用力不再平衡了，则立即弹开而成圆形，（b）。
 
三．表面功和比表面吉布斯函数：
我们知道，液体有缩小其表面积的趋势，相反地，若要扩展液体的表面，即一部分分子由内部移到表面上来，则需要克服向内的拉力而做功——表面功（非体积可逆功）

……………………
在恒温恒压A组成恒定的条件下：

故：………………
保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，Gibbs自由能的增加值称为表面Gibbs自由能，或简称表面自由能或表面能，单位为J·m-2。
讨论：①.称为表面张力，表面功，表面吉布斯函数。虽物理意义不同，但数值和量纲均相同。，三者可用统一的单位
②．在曾推导的热力学公式中，未考虑相界面若考虑。则γ还可以表示为:

③．由于表面分子与相内部分子