热学-液体课件教案.ppt

是 t=0 时表面张力系数 是比该液体的临界温度 低几度的摄氏温度，为一常数。 是一常数，其值在1~2之间。 当 时， 。 四、表面张力系数与温度的关系 液体表面张力系数与表面积无关，尽是温度的函数，对于与其蒸气相平衡的纯液体，有 返回 * 　　如图，取半径为R的球形液滴，在液滴中取出平面中心角为 的球面圆锥。该球面S边界上受其它部分张力作用。 很多液体表面都是曲面形状，常见的液滴，毛细管中水银表面称凸液面，水中气泡、毛细管中水面呈凹液面。表面张力的存在，致使液面内外存在的压强差成为曲面附加压强。 一、球形液面的附加压强 df R S O r df1 df2 dl §8-4 弯曲液面附加压强 * df R S O r df1 df2 dl 设 dl 周界上张力 为 df 水平分量 df2 相互抵消 合力， 因 指向球心 * 则这一部分曲面的表面张力所产生的附加压强为： 该式对任何一个球面，或任一半径为R的凸液面都成立。 若是凹液面，则液体内部压强小于外部压强，附加压强是负的。 * 总要比球外大 。 总之，球形液面内外处于力学平衡时，球内压强 例: 证明一个球形液膜（如肥皂膜），只要内外球面半径相差很小，则膜内压强总比膜外压强高. 证明： C B A * 如图，小肥皂泡缩小，大肥皂泡增大。说明小肥皂泡半径小内压强大。 实验证明这一结论： C1 C2 C3 * 二、任意弯曲液面内、外压强差 如图6.21(b)，取任一微小曲面，相互垂直的正截面 P1和 P2 与曲面的截线 A1B1 和 A2B2 的曲率半径分别为 R1和 R2 。 可以证明: 该曲面有一向下的附加压强 拉普拉斯公式 O N A1 A2 B1 B2 R1 R2 C1 C2 P1 P2 * （1）球形液面， R1=R2 , （2）柱形液面， R1=R2 , （3）附加压强指向主曲率中心，为方便区分，把液体表面呈凸面的曲率半径定为正，凹面的曲率半径定为负。 讨论： * 三、弹性曲面的附加压强 拉普拉斯公式不仅适用于液体表面，也可适用于弹性曲面（如橡皮曲面膜、气球膜、血管等）所产生的附加压强。如半径为R的弹性管腔或管状弹性膜，设单位长度的膜张力为T，则附加压强 弹性管状膜的拉普拉斯公式 医学上用于血管跨膜压的分析。 返回 * 一、湿润与不湿润 1、湿润现象与不湿润现象 干净的玻璃上滴一滴水，谁会沿玻璃面向外扩展，附着在玻璃上，形成薄层，我们说水湿润玻璃。 若在玻璃上滴一滴水银，水银总是呈球形，能在玻璃上滚动而不附着在上面，我们说水银不湿润玻璃。 湿润不湿润现象就是液体和固体接触处的的表面现象。取决于液体和固体的性质。 §8-5 湿润与不湿润、毛细现象 * 2、定性解释 附着层：在液体与固体接触的液体表面上，也存在一表面层，习惯上称附着层。 若固、液分子间作用半径为 L , 液体分子间作用半径为 R0 ，附着层厚度取其大者。 如图,附着层某一分子A，作用球内液体分子对A分子吸引力的合力不为零，称这一合力为内聚力，方向垂直接触面指向液体内部。平均内聚力f内。 * 固体 附 着 层 液体 固体 附 着 层 液体 A A 把固体分子对A的吸引力的合力称附着力。方向垂直接触面指向液体外部。f附表示平均附着力。 * 若f附 f内 ，附着层内分子引力势能要比在液体内部分子的引力势能大。引力势能的差值称附着层内分子的表面能。显然，此时的表面能是正的。 若f附 f内，则附着层内分子的表面能是负的。 已知，在外界条件一定的情况下，系统的总能量最小的状态才是最稳定的。因此，若f附 f内，总能量最小得表面形状如图（a）所示的弯月面向上的图形，这是湿润现象。若f附 f内，最稳定状态如图（b）所示的弯月面向下的表面状态，此为不湿润状态。 * 3、接触角 为了判别湿润与不湿润的程度，引入物理量接触角θ 定义：在固、液、气三者共同相互接触点处分别作液体表面的切线和固体表面的切线，这两切线通过液体内部所成的角度 。 * (a) (b) (c) (d) 为不湿润情形； 显然， 为湿润情形； 称完全湿润； 称完全不湿润； * 应用事例： （1）自来水笔写字是利用笔尖与墨水间的