题目
5.因系统的 Gibbs 自由能越低,系统越稳定,所以物体总有降低本身表面Gibbs 自由能的趋势。请说说纯液体、溶液、固体是如何降低自己的表面Gibbs 自由能的。
5.因系统的 Gibbs 自由能越低,系统越稳定,所以物体总有降低本身表面Gibbs 自由能的趋势。请说说纯液体、溶液、固体是如何降低自己的表面Gibbs 自由能的。
题目解答
答案
答:表面积的缩小和表面张力的降低,都可以降低系统的Gibbs 自由能。纯液体尽可能缩小表面积,液滴都呈球状;溶液通过缩小表面积,调节表面浓度来降低表面能;固体通过吸附来降低表面能。
解析
步骤 1:纯液体降低表面Gibbs自由能
纯液体通过尽可能地缩小表面积来降低表面Gibbs自由能。由于液体的表面张力,液滴倾向于形成球形,因为球形具有最小的表面积与体积比,从而使得表面Gibbs自由能最小化。
步骤 2:溶液降低表面Gibbs自由能
溶液通过调节表面浓度来降低表面Gibbs自由能。在溶液中,表面活性物质倾向于在表面富集,从而降低表面张力,进而降低表面Gibbs自由能。此外,溶液也可以通过缩小表面积来降低表面Gibbs自由能。
步骤 3:固体降低表面Gibbs自由能
固体通过吸附来降低表面Gibbs自由能。固体表面可以吸附气体或液体分子,从而改变表面的化学组成,降低表面Gibbs自由能。吸附过程可以是物理吸附,也可以是化学吸附,通过吸附,固体表面的不饱和键得到饱和,从而降低表面Gibbs自由能。
纯液体通过尽可能地缩小表面积来降低表面Gibbs自由能。由于液体的表面张力,液滴倾向于形成球形,因为球形具有最小的表面积与体积比,从而使得表面Gibbs自由能最小化。
步骤 2:溶液降低表面Gibbs自由能
溶液通过调节表面浓度来降低表面Gibbs自由能。在溶液中,表面活性物质倾向于在表面富集,从而降低表面张力,进而降低表面Gibbs自由能。此外,溶液也可以通过缩小表面积来降低表面Gibbs自由能。
步骤 3:固体降低表面Gibbs自由能
固体通过吸附来降低表面Gibbs自由能。固体表面可以吸附气体或液体分子,从而改变表面的化学组成,降低表面Gibbs自由能。吸附过程可以是物理吸附,也可以是化学吸附,通过吸附,固体表面的不饱和键得到饱和,从而降低表面Gibbs自由能。