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液体的表面现象 ——静止液体的力学性质 理解液体表面张力产生的微观本质; 掌握表面张力系数的两种定义; 掌握弯曲液面的附加压强的产生及计算(拉普拉斯公式); 掌握毛细管现象中的朱仑公式。 前节回顾 液体的表面张力 ①分子力观点：表面张力是由于液体表面层内分子间相互作用与液体内部分子间相互作用不同。液体表面层的分子在受一个指向液体内部的合力 f?作用下，有被拉进液体内部的趋势，在宏观上就表现为液体表面有收缩的趋势。 表面张力产生的微观本质 表面张力系数定义 定义1：液体表面单位长度直线段上的表面张力大小。?F =? ?l 定义2：在数值上等于增加单位液体表面积时外力所需做的功，或增加单位液体表面积时所增加的表面能 ②能量观点：表面层内分子的势能比液体内部分子的势能大，表面层内的分子有尽量挤入液体内部的趋势，即液面有收缩的趋势，宏观上就表现为液体的表面张力。 液体的表面层(在液体与气体交界面，厚度等于分子有效作用距离的一层液体)中有一种使液面尽可能收缩成最小的宏观张力。一般指气液界面，也涉及到液液界面(橄榄油滴实验、油滴分散)。 ——相关作业题说明 弯曲液面的附加压强——拉普拉斯公式 附加压强由表面张力的分量所引起，它使弯曲液面内外压强不等，与液面曲率中心同侧的压强恒大于另一侧。 任何弯曲液面都对液体产生附加压强； 附加压强方向恒指向弯曲液面的曲率中心； 附加压强： 球形液泡: 1.2.4 润湿和不润湿 毛细现象 润湿: 液体沿固体表面延展的现象。 不润湿：液体在固体表面上收缩的现象。 微观解释:由于分子力不对称而引起 (2)当f附 f内, 附着层收缩(容器边缘的液面凸)，宏观上液体不润湿固体。 (1)当f附 f内, 附着层扩展(容器边缘的液面凹)，宏观上液体润湿固体。 毛细现象：润湿管壁的液体在细管里升高(凹液面)，不润湿管壁的液体在细管里下降的现象（凸液面）——朱伦公式 (1)液体润湿管壁: (2)液体不润湿管壁: 问题1：为什么小液滴和小气泡总是成类球状而不会成别的几何形状（如立方体、多角形等）？ 问题2：水在玻璃管中呈凹形液面（弯月面），而汞在玻璃管(如血压计)中却呈凸形液面，为什么？ 问题3：肌注、输液、输血时要防止气泡进入,为什么？ ——当毛细管中有很多气泡，则外加几个大气压都不能使液柱移动，形成栓塞, 称气体栓塞现象。 相关的现象和问题 不会划破水面，也不会浸湿自己的腿。 神奇的水黾(mǐn ) 1.3 理想流体的流动 ——流体动力学 本节重点： 掌握理想流体模型； 理解流体的运动形式、流线、流管等物理概念； 掌握流体定常流动时的连续性原理（连续性方程，也叫流量方程）； 掌握贝努利方程（是理想流体作定常流动时的基本方程）的原理。 相关概念： 流体： 具有流动性的液体和气体。 流体动力学： 研究流体的运动规律以及流体与其他物体之间相互作用的力学。 流体动力学的应用： 生物体液和氧分的输送，动物体内血液的循环，土壤中水分的运动，农田排灌、昆虫迁飞。 研究流体流动的方法 通常流体看做是由大量流体质点所组成的连续介质。 研究方法1（拉格朗日法）：为了掌握流体的运动规律，跟踪分析每个质点的详尽运动过程，以牛顿定律为基础确定出所有质点每时刻的加速度、速度、位置以及运动轨迹。 ——描述往往是复杂的 研究方法2（欧拉法）：把注意力集中在各空间点，观测质点流经每个空间点的流速以及变化，并不去辨别某一时刻流经各空间点的是哪些质点，这样就忽略了质点的运动，但却得到了各个空间点的流速分布（即流速场）。 ——流体运动用流速场、流线、流管等来描述 这二种研究方法都是有意义的，都可能会被用到(看具体情况而言) §1.3.1 理想流体的流动 一.基本概念 1.流体的粘滞性： 实际流体在流动时，其内部有相对运动的相邻两部分之间存在内摩擦力 (类似两固体相对运动时存在的摩擦阻力)，流体的这种性质称为粘滞性。——水、酒精、蜂蜜的粘滞性的大小区别 2.流体的可压缩性： 实际流体在外界压力作用下，其体积或密度会发生变化（尤其是气体），即具有可压缩性；液体的可压缩性很小（例如水在施加压强每增加1atm，体积仅减少二万分之一 ），通常可忽略。 3.理想流体模型： 将不可压缩的、没有粘滞性的流体叫做理想流体； 一般情况下，密度不发生明显变化、粘滞性小（可忽略）的流体均可看成理想流体． 2. 定常流动： 流体质点经过空间各点的流速虽然可以不同，但如果空间每一点的流速不随时间而改变，流体中某点的流速只是空间位置的函数，这样的流动方式称为定常流动，也称为稳定流动。 是一种理想化的流动方式。 如：水龙头的涓涓细流、植物导管、动物毛细血管。 1. 一