05分子动理论概论.ppt

球形液面附加压强为： 根据流体静力学，平衡时，管内液面下的B点和同水平面的C点压强相等。即 式中p0为大气压强，h为平衡时管内外液面的高度差, 是液体的密度。 上式说明，毛细管中液面上升的高度与表面张力系数成 正比。而与毛细管的内径成反比。管径越细，液面上升 越高。不润湿时， ，h为负，表示管中液面下降。 可得： 7. 气体栓塞（air embolism） 液体在细管中流动时，如果管中有气泡，液体的流动将受到阻碍，气泡多时可发生阻塞。 气体栓塞 给病人输液时，要经常注意防止输液管中出现气体栓塞现象。作静脉注射时，应特别注意不能在注射器中留有气泡，以免在微血管中发生栓塞。此外，潜水员从深水中上来，或病人和工作人员从高压氧舱中出来，都应有适当的缓冲时间，否则，高压时溶于血液中的过量气体，在正常压强下会迅速释放出来形成气泡，容易形成气体栓塞。 注意： 四、表面活性物质与表面吸附 溶液的表面张力系数通常都与溶质有关。 1.表面活性物质（surfactant） 能使溶液的表面张力系数减小的物质称为表面活性物质。 2.表面非活性物质 能使溶液的表面张力系数增大的物质称为表面非活性物质。 水的表面活性物质有胆盐、蛋黄素、有机酸、酚醛、肥皂等。 水的表面非活性物质有食盐、糖类、淀粉等。 3.表面吸附现象 在某些情况下，表面层可以完全由溶质组成，我们把表面活性物质在溶液的表面层聚集并伸展成薄膜的现象称为表面吸附（surface adsorption）。水面上的油膜就是常见的表面吸附现象。 4.表面活性物质在呼吸过程中起着重要作用。 人的肺泡总数约为3亿个，各个肺泡的大小不一，而且有些肺泡是相连的。根据球形液面的拉普拉斯公式可知，肺泡的表面张力系数相等时，小肺泡的压强大于大肺泡内的压强，假如两者相通，由于压强差的存在，小肺泡内的气体将会流向大肺泡，使小肺泡萎缩，而大肺泡膨胀，但这种情况在肺内并没有出现，原因就是因为表面活性物质在起作用。 肺泡的表面液层中分布着一定量的表面活性物质。小肺泡的表面活性物质的分布较密，肺泡半径虽小，而表面张力系数更小（附加压强小），小肺泡内压强并不比大肺泡大，气体不会从小肺泡流向大肺泡，这样大小肺泡就基本上可以保持平衡，小肺泡不致萎缩，而大肺泡不致膨胀。人体的呼吸系统，正是把表面张力与表面活性物质有机结合起来,才实现了正常呼吸过程。 如图所示，以分子m和m′为球心作分子作用球，液体内部的分子m′由于在分子作用球范围内的各分子对它的引力恰好抵消，合力为零。而在表面层的分子m，下部分分子对它的引力大于上部分子对它的引力，其合力等于图中efg部分分子对m引力的矢量和，合力垂直于表面层指向液体内部，而且分子m愈接近液面合力愈大。 * 球形液膜，如肥皂泡 * 2 . 平均碰撞频率（mean collision frequency） 单位时间内一个分子的平均碰撞次数，称为平均碰撞频率 ，用 表示 [例6-3] 氮气分子的有效直径d = 3.7×10?10m ，在标准状态下，求氮气分子的平均碰撞频率。 解： 可见，氮气分子在标准状态下，每秒钟碰撞的次数达109数量级。 三、玻耳兹曼能量分布定律 如果气体处于重力场中，或者带电的分子处于电场中，分子的分布将不均匀。这时单位体积中的分子数目与分子的势能有关，服从玻耳兹曼能量分布定律： n表示单位体积中的分子数 n0是在势能为零处的单位体积中的分子数 Ep是分子的势能 作为一个例子，用玻尔兹曼能量分布定律了解大气分子在重力场中的分布情况，大气分子在重力作用下具有势能Ep=mgh ，带入玻尔兹曼定律得： 将 代入上式得： 上式指出，在重力场中，气体分子数密度n（单位体积内的分子数），随高度增加按指数减少。 研究同温层内大气压与高度的关系 ，由于气体的压强p与单位体积中的分子数n成正比关系，故： 玻尔兹曼能量分布定律不仅适用于气体，也适用于计算溶液中的离子分布情况。 P0是海平面的大气压强 P是海拔高度为h处的大气压强 第四节 输运过程 在从非平衡态趋向于平衡态的过程中，物体内出现的质量、能量或动量的转运过程，称为输运过程(transport process)。 一、热传导 当物体内部的温度不均匀时，就会有能量从温度较高处传递到温度较低处，这种现象称为热传导(heat conduction)。 式中:dT/dz是温度梯度，表示温度在单位距