医用物理学（俞航）第5章 液体表面.pptVIP

第五章 液体表面现象 * 表面张力与表面能 1 弯曲液面的附加压强 2 毛细现象 3 气体栓塞 4 一、表面张力和表面能 1。表面张力(surface tension) 存在于液体表面，使液体表面具有收缩趋势的力。 表面张力的方向与液面相切，垂直于界线l，并指向施力的液面一侧 表面张力系数(N/m) 单位长度界线上的表面张力 d 观察 液体表面层中的分子与液体内部的分子的受力情况 分子作用球 半径为分子力引力力程 表面层 挤进液体内部的倾向 密度减小引力增大表面收缩 F r0 r EP r0 r 0 0 分子之间的相互作用 分子力 r﹤r0 相互作用表现为斥力 r = r0 引力与斥力平衡 r﹥r0 相互作用表现为引力 引力力程10-10～10-8m 分子势能 当r = r0时 分子势能最低 液体的表面能与表面张力系数的关系 f l 增加单位表面积时所获得的表面能的增量 2。液体的表面能 液体的表面能 液体表面层中的分子比内部分子多出的势能的总和 例题1 使一个质量为1g的油滴在水中等温地散布成半径均为1μm的大量小油滴，需作多少功？已知水与油界面的表面张力系数为1.8×10-2N/m,油的密度0.9 × 103kg/m3. 解：等温过程 设 n：小油滴的数目 R：大油滴的半径 r：小油滴的半径 油滴的质量不变 由于 液体 气体 液体内外 压强相等 液体内压强小 于液体外压强 液体 气体 液体 气体 液体内压强大 于液体外压强 平面 凹面 凸面 二、弯曲液面的附加压强 表面张力在弯曲液面两侧产生的压强差称为附加压强 对于中空的球型液膜（肥皂泡） pa pb pc 拉普拉斯公式 半径为R的球形液面产生的附加压强 连通器 肺泡的稳定 ？ 大泡变大小泡变小 小 结 表面张力 2. 表面能 3. 弯曲液面的附加压强 三、毛细现象 1。固体与液体的接触角（contact angle) 附着层：液--固表面厚度等于分子引力力程的液体。 接触角θ ： 液-固-气接触处,液面的切线与指向液体内的固体表面的切线之间的夹角。 内聚力:液体分子间相互引力 附着力:液体与固体接触处液体分子与固体分子间引力