本文拟结合准静态过程假说原理，介绍表面张力的热力学属性，供参考.

1. 表面张力的准静态过程假说定义

   准静态过程假说认为，对于均相纯组分物质（或物系），表面张力是单位表面积纯组分物质所拥有的吉布

斯能，参见如下式（1）：

           γ=G/A_s             （1）

       式（1）中γ代表纯组分物质的表面张力；G代表纯组分物质的吉布斯能；A_s代表纯组分物质的表面积；另

需指出式（1）中表面张力与纯组分物质的表面积无关.

       由式（1）可知准静态过程假说的表面张力是状态函数，是没有方向的标量；同时式（1）也显示表面张力

的绝对值不可知.

       为研究方便，准静态过程假说指定蒸馏水为基准物质，“拉脱法”获取的不同温度下蒸馏水表面张力数据

参见如下表1^[1].

                                                        表1. 标态不同温度下蒸馏水的表面张力

       准静态过程假说指定以表1数据为基准，获取不同温度下其它纯组分物质的表面张力；物质的表面张力为

相对值.

 2. 含有表面张力的热力学基本方程

        对于纯组分物质，由式（1）可得：

        dG=γdA_s                          （2）

        另准静态过程假说认为：

        dG=-SdT+Vdp+δW'         （3）

        结合式（2）、（3）可得：

         dG=γdA_s =-SdT+Vdp+δW'         （4）

        式（4）即为准静态过程假说含有表面张力的热力学基本方程.

 3. 表面张力的影响因素

        温度、压强及有效功是影响纯组分物质表面张力的主要因素.

        由式（1）可得： G=γ·A_s

        当纯组分物质的表面积恒定条件下，上式可变形为：

         dG=A_sdγ                          （5）

         结合式（3）及（5）可得：

         dG=A_sdγ =-SdT+Vdp+δW'                （6）

         式（6）可变形为：

                   （7）

   3.1 温度对表面张力的影响

          由式（7）可得：

                              （8）

         式（8）显示，在恒压及有效功为0的条件下，升高温度，纯组分物质的表面张力将减小.

   3.2 压强对表面张力的影响

          由式（7）可得：

                                （9）

         式（9）显示，在恒温及有效功为0的条件下，加压，纯组分物质的表面张力将增大.

    3.3 有效功对表面张力的影响

         由式（7）可得：

                   (10)

        式（10）显示，在恒温恒压条件下，增加有效功，纯组分物质的表面张力将增大.

  4. 结论

     ⑴ γ=G/A_s  ， dG=γdA_s =-SdT+Vdp+δW'；

     ⑵ 纯组分物质的表面张力，是以拉脱法获取的蒸馏水表面张力为基准，获取的相对值；

     ⑶ 通常情况下对于纯组分物质，温度升高，表面张力减小；加压，表面张力增大；引入有效功，

表面张力增大.

参考文献

[1] Lide D R. CRC handbook of chemistry and physics. 89th ed, Chemical Rubber, 2008,17:268