第五版物理化学第十章习题答案

第十章 界面现象10.1 请回答下列问题：（1）常见的亚稳定状态有哪些？为什么会产生亚稳定状态？如何防止亚稳定状态的产生？解：常见的亚稳定状态有：过饱和蒸汽、过热或过冷液体和过饱和溶液等。产生亚稳定

第十章界面现象 10.1 请回答下列问题： 1 （）常见的亚稳定状态有哪些？为什么会产生亚稳定状态？如何防止亚稳 定状态的产生？ 解：常见的亚稳定状态有：过饱和蒸汽、过热或过冷液体和过饱和溶液等。 产生亚稳定状态的原因是新相种子难生成。如在蒸气冷凝、液体凝固和沸腾以及 溶液结晶等过程中，由于要从无到有生产新相，故而最初生成的新相，故而最初 生成的新相的颗粒是极其微小的，其表面积和吉布斯函数都很大，因此在系统中 产生新相极其困难，进而会产生过饱和蒸气、过热或过冷液体和过饱和溶液等这 些亚稳定状态，为防止亚稳定态的产生，可预先在系统中加入少量将要产生的新 相种子。 2 （）在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间恒温放 置后，会出现什么现象？ 解：若钟罩内还有该液体的蒸气存在，则长时间恒温放置后，出现大液滴越 来越大，小液滴越来越小，并不在变化为止。其原因在于一定温度下，液滴的半 径不同，其对应的饱和蒸汽压不同，液滴越小，其对应的饱和蒸汽压越大。当钟 罩内液体的蒸汽压达到大液滴的饱和蒸汽压时。该蒸汽压对小液滴尚未达到饱 和，小液滴会继续蒸发，则蒸气就会在大液滴上凝结，因此出现了上述现象。 3 （）物理吸附和化学吸附最本质的区别是什么？ 解：物理吸附与化学吸附最本质的区别是固体与气体之间的吸附作用力不 同。物理吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为范德华力，化学吸 附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为化学键力。 4 （）在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 解：在一定温度、压力下，物理吸附过程是一个自发过程，由热力学原理可 G <0 知，此过程系统的Δ。同时气体分子吸附在固体表面，有三维运动表为二维 SGHTS <0=- 运动，系统的混乱度减小，故此过程的Δ。根据ΔΔΔ可得，物理 H <0 吸附过程的Δ。在一定的压力下，吸附焓就是吸附热，故物理吸附过程都 是放热过程。