第二章 液体表面性质.pptVIP

清晨，可以看到小草叶片上的露珠是球形的 ；在郊外小池塘的水面上跳来跳去的小昆虫不会沉入水里去 ，为什么？ 液体的性质与其微观结构有关 液体具有一定的体积，不易压缩。 液体没有一定形状，并具有流动性。 概 述 当液体与气体、固体接触时，交界处由于分子力作用而产生一系列特殊现象，即：液体表面现象。 第一节 液体的表面张力 一、表面张力 1.现象： 说明：液面上存在沿表面的收缩力作用，这种力只存在于液体表面 液面像紧绷的橡皮膜具有弹性 液面有收缩到最小的趋势 2.表面张力 表面层：在液体与气体或固体交界面，厚度等于分子力有效作用半径R 的一层液体。 表面张力：液体的表面层中有一种使液面尽可能收缩成最小的宏观张力。 ①从分子运动论观点 分子力作用球（半径等于分子力有效作用半径R） 表面张力产生的原因 ②从能量观点来分析 表面能:各个分子势能的总和称为表面能，用E 表示。 表面张力是宏观力，与液面相切; f ⊥是微观力，与液面垂直 线段两侧液面均有收缩的趋势，即有表面张力作用，分别用f 和f′表示，这恰为一对作用力与反作用力， f = - f′。 3.表面张力系数 α为表面张力系数，数值上等于单位长度直线段两侧液面的表面张力（单位：N / m ） 。 二.表面能 如图:铁丝框上挂有液膜，表面张力系数为α，将AB边无摩擦、匀速、等温地右移dx 在AB边上加的力：f=2αl 外力f所做的功 表面能增量： 表面张力系数 例：半径为r=2.0*10-6m的许多小水滴融成一个半径为R=2.0*10-3m的大水滴时，释放的能量是多少？ 表面张力系数的影响因素 内因 液体的性质 温度： 液体内所含杂质： 相邻物质性质有关 外因 不同液体，α不同 密度小、易挥发的液体α较小 T↑→α ↓，两者近似呈线性关系 活性物质如洗衣粉 三.表面张力系数的测定（液滴测定法） 质量为m的待测液体吸入移液管，由管口下端缓慢流出，形成袋状水滴。当表面张力不足以支持重力时，水滴下落 自然界中有许多情况下液面是弯曲的，弯曲液面内外存在一压强差，称为附加压强, 用ps 表示。 一.弯曲液面的附加压强 第二节 弯曲液面的附加压强 附加压强ps是由于表面张力存在而产生的。 1.平液面 2.弯曲液面 （1）凸液面 (2)凹液面 二.拉普拉斯公式 如图所示:有一半径为R的球形液滴缓慢匀速等温膨胀为半径为R+dR的球形液. 棗拉普拉斯公式 1.球形液面的附加压强 2.球形液膜内外压强差 如图,由于球形液膜很薄，内外膜半径近似相等 举例 （1）吸气 肺泡内外压强差 3.动物肺泡的活动 肺泡半径R （不利于下一步呼气） 表面活性物质浓度 肺泡内外压强差 （利于下一步呼气） （2）呼气 肺泡内外压强差 肺泡半径R （不利于下一步吸气） 表面活性物质浓度 肺泡内外压强差 （利于下一步吸气） 润湿: 液体沿固体表面延展的现象，称液体润湿固体。 一.润湿与不润湿 1.润湿和不润湿 不润湿：液体在固体表面上收缩的现象，称液体不润湿固体。 润湿、不润湿与相互接触的液体、固体的性质有关。 第三节 毛细现象 2.接触角θ 在液体与固体接触面的边界处任取一点，做液体表面及固体表面的切线，这两切线通过液体内部的夹角称接触角 ，用θ 表示。 液体润湿固体 液体完全润湿固体 液体不润湿固体 液体完全不润湿固体 内聚力：附着层内分子所受液体 分子引力之和。 3.微观解释 润湿、不润湿是由于分子力不对称而引起。 附着力：附着层内分子所受固体 分子引力之和。 附着层：在固体与液体接触处，厚度等于液体 或固体分子有效作用半径（以大者为准）的一 液体层。 润湿与不润湿 当 f附 f内, 宏观上表现为液体润湿固体。 当 f内f附, 宏观上表现为液体不润湿固体。 二.毛细现象 1.定义 润湿管壁的液体在细管里上升，不润湿管壁的液体在细管里下降的现象称为毛细现象。 2.液体润湿管壁 完全润湿 3.液体不润湿管壁 完全不润湿 解：两边的竖直玻璃管有压强差所以水面有高度差 例：一根U型玻璃管左右内半径分别为R=1.5mm和r=0.50mm，如图所示，试求两管中水面得高度差h？假设水完全润湿管壁 例：内半径为r的毛细管注入某种液体,液体完全润湿管壁.管得下端形成一个液滴,其形状可视为半径为R的球面的一部分.求管中液柱长度h？ 解：向上的附加压强是管中存有液柱的原因 三.悬着水和毛细管的气体栓塞现象 水沿土壤颗粒间隙形成的毛细管上升，叫毛细管上