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本文拟介绍均相多组分系统表面张力(γ)的热力学计算公式[1,2],供参考.
1. 均相多组分系统
本文的均相多组分系统特指由多个组分混合而成的理想液态混合物,诸如:甲醇/乙醇、甲苯/苯等混合系
统,均相多组分系统的组分数C≥2.
2. 表面张力与化学势的定义
对于均相多组分系统,准静态过程假说的表面张力定义[3]参见如下式(1)及(2)所示:
(1)
(2)
式(1)、(2)中“Gi、μi、ni”分别代表均相多组分系统中i组分的吉布斯能、化学势及物质的量;
“γ、 G、As”分别代表均相多组分系统的表面张力、吉布斯能与表面积.
式(2)显示:表面张力是单位表面积的均相多组分系统,所拥有的吉布斯能.
另由式(1)可得:
(3)
式(3)也为准静态过程假说的化学势定义式.
式(3)显示化学势是单位物质的量的i组分,所拥有的吉布斯能.
3. 均相多组分系统表面张力的热力学计算公式
对于均相纯组分物质,式(2)结合式(3)可得:
(4)
式(4)变形可得:
(5)
对于均相多组分系统,
(6)
式(6)中“F”表示校正因子,且F=10-8;“xi”代表i组分的物质的量分数.
式(6)结合式(1)、(2)可得:
(7)
4.结论
均相多组分系统表面张力(γ)的热力学计算公式包括:
⑴;
⑵;
⑶;
⑷;
⑸ ;
⑹.
参考文献
[1] 余高奇.校正因子与相对化学势的计算. 科学网博客, 2024,5.
[2] 余高奇.甲醇/乙醇混合溶液表面张力的热力学模拟.科学网博客,2024,5.
[3]余高奇.表面张力的热力学属性探究.科学网博客,2023,12.
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GMT+8, 2024-9-1 08:50
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