发布时间 : 星期日 文章物理化学核心教程第二版第九章课后题答案更新完毕开始阅读
滴下；e管的液面到管径变粗处，弯月面形状与a管相似；f管内壁涂有石蜡，水与管壁的接触角变大，水不能润湿涂有石蜡的内壁，管内液面呈凸面，附加压力向下，液面会下降至水平面以下；g管内径大，管内液面接近平面，附加压力很小，液面基本无变化。
将水灌满后让其自动下降时，其余的都与上面相同，只有e管有变化。e管的液面与a管的液面一样高。
14．有一个油水混合物，水的质量分数为75%，柴油为25%，明显地分为两层。如果将混合物强力搅拌，得到了一个均匀液体，但是静置后又会分层，这是为什么？如果在混合溶液中加入适量的表面活性剂（乳化剂），再强力搅拌后，得到的均匀液体就不再分层，这又是什么原因？
答：水与柴油的混合物在被强力搅拌后，水和柴油都被分散成微小的液滴，表面积增加很大，表面能变得很高，是热力学不稳定系统。所以在静置的时候，各自的小液滴自动聚合以缩小表面积，所以又恢复到原来的分层状态。但是，加入适量的乳化剂后，这种乳化剂的功能就是减小两种液体之间的界面张力，优质的乳化剂可以使界面张力接近于零，这样两种液体被乳化后，以微小液滴的形式相互混合，系统总的表面能比混合之前还要低，所以是稳定系统，一般不会再分层。
15．常用的洗涤剂中为什么含有磷？有什么害处？
答：洗涤剂中要加多种成份，其中三聚磷酸钠作为助剂加入，含量可达20%以上。主要作用是提高润湿效果、增加洗涤剂碱度、促进油污乳化、减少不溶性物质在织物表面再沉积等作用。但是，洗涤废水排入江河以后，含磷成份促进藻类疯长，影响鱼虾繁殖。江苏的太湖，受磷化合物的污染特别严重，以至被蓝藻污染的湖水无法饮用。沿湖几大城市已决定，自2000年1月1号起，禁止使用含磷洗涤剂，使用新型的无磷洗涤剂，以保护人们生存的环境。
16．锄地保墒是什么意思？
答：大雨过后，泥土润湿，团粒结构受到毛细管压力的作用彼此靠紧，形成无数毛细管并彼此联接，直通地面。地下水由于毛细作用顺着毛细管上升，到地面蒸发，减少了土壤的水分，使庄稼长势不良，严重时会导致庄稼枯萎。所以，雨过天晴后，一定要将处于地表的泥土锄松，切断与深层联结的毛细管，保持地下水不被蒸发，长期供庄稼使用。处于表层中的毛细管分散在植物的周围，由于泥土是能被水润湿的，在气候湿润或有雾的时候，空气中的水分可以在表土的毛细管中凝结，供植物使用，这样保持了土壤的水分，使庄稼茂盛生长。
四．概念题参考答案
1．下列说法中不正确的是 ( ) (A) 生成的新鲜液面都有表面张力 (B) 平面液体没有附加压力
(C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲面的圆心 (D) 弯曲液面的附加压力的方向指向曲面的圆心
答：(C) 。表面张力的方向总是垂直于边界与表面相切。
2．液体在毛细管中上升（或下降）的高度与下列那一个因素无关 ( ) (A) 温度 (B) 液体密度
(C) 重力加速度 (D) 大气压力
答： (D)。由于弯曲液面下有附加压力，使液体在毛细管中上升或下降，上升或下降的高度只与液体的性质和毛细管的半径等因素有关，从计算公式也可以说明这一点，ps?附加压力与大气压力无关。
3．把玻璃毛细管插入水中，凹面下液体所受的压力
2????gh，R'pr与平面液体所受的压力p0相
比，两者的大小关系为 ( ) (A) pr?p0 (B) pr
答：(B)。凹面上附加压力的方向与外压的方向相反，凹面上受的总压力等于外压减去附加压力（相当于将曲率半径取负值），所以凹面上液体所受的总压力小于平面液体所受的压力。
4．将一支毛细管插入水中，在毛细管中水面上升了5 cm。若将毛细管继续往水中插，在液面只留3 cm 的长度，试问水在毛细管上端的行为是 ( ) (A) 水从毛细管上端溢出 (B) 毛细管上端水面呈凸形
(C) 毛细管上端水面呈凹形 (D) 毛细管上端水面呈水平面
答：(C)。水在毛细管中上端水面的形状决定于接触角，水能润湿玻璃毛细管，上端水面呈凹形。现在，决定接触角大小的气、液、固三相的性质都没有改变，所以接触角也不会因毛细管的长短而改变。
5．有一飘荡在空气中的肥皂泡，设其直径为 2×10-3 m，表面张力为0.07 N·m-1，则肥皂泡所受总的附加压力为 ( ) (A) 0.14 kPa (B) 0.28 kPa (C) 0.56 kPa (D) 0.84 kPa
答：(B)。飘荡在空气中的肥皂泡有两个气-液界面，外层是一个凸球面，内层是一个凹球面，附加压力都指向球心，忽略肥皂泡膜的厚度，则肥皂泡上所受总的附加压力是相同半径球形液滴
2?2?0.07 N?m?1?0.28 kPa。 面上附加压力的两倍，即ps?2?'?2??3R1?10m6．在相同温度和压力下，凸面液体的饱和蒸气压pr与水平面液体的饱和蒸气压p0相比（同一种液体），两者大小的关系为 ( ) (A) pr?p0 (B) pr>p0 (C) pr 答：(B)。 凸面上附加压力的方向与外压相同，凸面上液体所受的总压力大于平面液体所受的压力。根据Kelvin 公式，凸面上液体的饱和蒸气压大于平面液体的饱和蒸气压。 7．用同一滴管，分别滴下1 cm3如下三种液体：NaOH水溶液、纯水和乙醇水溶液，判断 下面所得液滴数的分布哪个是比较合理的 ( ) (A) 纯水 15 滴, NaOH 水溶液 18 滴, 乙醇水溶液 25 滴 (B) 纯水 18 滴, NaOH 水溶液 25 滴, 乙醇水溶液 15 滴 (C) 纯水 18 滴, NaOH 水溶液 15 滴, 乙醇水溶液 25 滴 (D) 三者的液滴数皆为 18 滴 答：(C)。 因为在密度相差不大的情况下，液滴的大小与表面张力有关。一般表面张力越大，在滴管的下端能悬挂的液滴的体积也越大。NaOH 是非表面活性物质，其水溶液的表面张力比纯水大，所以液体的滴数应该最少，其次是纯水。乙醇是表面活性物质，其水溶液的表面张力比纯水小，所以液滴最小，而液体的滴数应该最多。 8．下面说法不正确的是 ( ) (A) 生成的新鲜液面都有表面张力 (B) 平面液面上没有附加压力 (C) 液滴越小其饱和蒸气压越小 (D) 液滴越小其饱和蒸气压越大 答：(C)。 液滴表面是凸面，附加压力的方向与外压相同，凸面上总的压力等于附加压力与外压的加和。根据Kelvin公式，凸面的曲率半径越小，其附加压力就越大，饱和蒸气压也就越大。 9．同一种物质的固体，大块颗粒和粉状颗粒，其溶解度哪个大? ( ) (A) 大块颗粒大 (B) 粉状颗粒大 (C) 两者一样大 (D) 无法比较 答： (B)。颗粒表面是凸面，附加压力的方向与外压相同，凸面上总的压力等于附加压力与外压的加和。根据Kelvin公式，凸面的曲率半径越小，其附加压力就越大，饱和蒸气压也就越大。根据Henry定律，其溶解度也一定越大。在同一温度下，若是在同一个饱和溶液中，同时存在不同粒径的颗粒，那经过一段时间后，小颗粒会消失。 10．在一个真空的玻璃钟罩内，放置若干内径不等的洁净玻璃毛细管。然后将水汽不断通入钟罩内，可以观察到在哪种玻璃毛细管中最先凝聚出液体 ( ) (A) 在内径最大的毛细管中 (B) 在内径最小的毛细管中 (C) 在所有的毛细管中同时凝结 (D) 无法判断 答：(B)。因为水能润湿洁净的玻璃毛细管，水在毛细管中呈凹形弯月面，接触角小于90°，在凹形弯月面上的总压力比平面上小。根据Kelvin公式，凹形弯月面上的饱和蒸气压也比平面上低，所以在内径最小的毛细管中，水的蒸气压首先达到饱和，液体最先凝聚出来，这就是毛细凝聚。 11．在等温条件下，将表面活性剂B加入纯水中，所产生的结果是 ( ) ???? (A) ??<0，正吸附 (B) ??aB?T(C) ??????<0，负吸附 ??aB?T??????>0，负吸附 ??aB?T??????>0，正吸附 (D) ??aB?T答：(A)。表面活性剂加入纯水中后，使溶液的表面张力明显降低，表面张力随着表面活性剂浓度的增加而下降，所以?发生正吸附。 ?????<0。这时，表面活性剂在表面上的浓度高于本体的浓度，??aB?T 12．通常被称为表面活性剂的是指，将其加入水中后 ( ) (A) 能降低溶液的表面张力 (B) 能增大溶液的表面张力 (C) 不影响溶液的表面张力 (D) 能显着降低溶液的表面张力 答：(D)。有机物一般都能降低水的表面张力，一般被称为表面活性物质。而只有那些加入少量就能显着降低液体表面张力的物质，才被称为表面活性剂。 13．Langmuir 吸附等温式所基于的一个假定是 ( ) (A) 吸附热是一个常数 (B) 平整的固体表面 (C) 理想的气体行为 (D) 吸附和脱附的活化能均为零 答：(A)。Langmuir 在导出他的吸附等温式时，引进了假定，其中一个假定是认为固体表面是均匀的，则在均匀的固体表面上，吸附热应该是一个常数。 14．气相色谱法测定多孔固体的比表面，通常是在液氮温度下使样品吸附氮气，然后在室温下脱附，这种吸附属于如下哪一类吸附 ( ) (A) 物理吸附 (B) 化学吸附 (C) 混合吸附 (D) 无法确定 答：(A)。低温氮吸附一般是可逆的物理吸附，吸附量大，可以比较精确的测定固体催化剂的比表面和孔径分布。 15．在298 K时，苯蒸气在石墨上的吸附符合Langmuir 吸附等温式，在苯蒸气的压力为40 Pa时，石墨表面的覆盖度??0.05。如果要使覆盖度??0.5，则这时的苯蒸气的压力应控制 在 ( ) (A) 200 Pa (B) 400 Pa (C) 760 Pa (D) 1 000 Pa 答：(C)。根据Langmuir 吸附等温式，??ap，从已知数字先求出吸附常数，得 1?apa?1.316?10?3 Pa?1，然后再计算??0.5时苯蒸气的压力，得p?760 Pa。 五．习题解析 1．在293 K时，若将一个半径为 0.5 cm的汞滴，可逆地分散成半径为 0.1 μm的许多小的汞珠，这个过程的表面Gibbs自由能增加多少？需做的最小功是多少？已知在293 K时，汞的表面自由能??0.4865 J?m。 解：首先计算形成的小汞珠的数目N， ?2V总?r??0.5?10?2?14????1.25?10 N? ????6?V小?r0.1?10??小??小汞珠的总面积为 A小?4?r小?1.25?10 ?4?3.14?(0.1?10m)?1.25?10原来那个汞滴的面积为 ?621421433?15.7 m2