、液体的表面现象.PPTVIP

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。 液体分子间距较气体小了一个数量级 ,为10-10 m，分子排列较紧密，分子间作用力较大,其热运动与固体相似 ,主要在平衡位置附近作微小振动。 液体没有一定形状，并具有流动性。 这是由于液体分子振动的平衡位置不固定，是近程有序，即在很小范围内在一短暂时间里保持一定的规则性。 第一节 液体的表面张力 一、表面张力 例2、求半径 的许多小水滴融成一个半径为 的大水滴时，释放出的能量是多少？ 解：设水滴均为球状，设小水滴有n个，则 例3、温度为18℃时，一滴水珠内部压强为外部大气压的2倍。求水珠的半径（大气压 ） 例3.3 如图所示，一根U型玻璃管左右内半径分别为R=1.5mm和r=0.50mm，试求两管中水面的高度差h。 例3.4 如图，内半径为r的毛细管注入某种液体，液体完全润湿管壁。管的下端形成一个液滴，其形状可视为半径为R的球面的一部分。证明管中液柱长度为： * 第3章 液体的表面现象 主要内容： 液体的表面张力 弯曲液面的附加压强 毛细现象 概 述 由于液体分子间距小，分子间相互作用力较大，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。 * 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。 (2)液面像紧绷的橡皮膜具有弹性。 (1)液面有收缩到最小的趋势； 2.表面张力 (1)表面层：在液体与气体交界面，厚度等于分子有效作用半径R 的一层液体。 (2)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。 * 分子作用球： 在液体内部任取一分子A ,以A为球心，以分子有效作用半径R 为半径作一球，称为分子作用球 。球外分子对A 无作用力，球内分子对A 的作用力对称分布，合力为零。 (3)表面张力产生的原因（从分子运动论观点说明） 从表面层中任取一分子B，其受合力与液面垂直，指向液内，这使得表面层内的分子与液体内部的分子不同,都受一个指向液体内部的合力 。 在这些力作用下，液体表面的分子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。 * 我们想象在液面上画一条直线段，线段两侧液面均有收缩的趋势，即有表面张力作用，该力与液面相切,与线段垂直，指向各自的一方,分别用f 和f′表示，这恰为一对作用力与反作用力， f = - f′。 (4)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 。 由于线段上各点均有表面张力作用,线段越长,则合力越大。设线段长为l ,则：f =αl 。 * (5)影响表面张力系数的因素 由实验可知： 表面张力系数与液体性质有关，密度小，易挥发的液体表面张力系数小。 液体的表面张力系数随着温度的升高而降低。 液体的表面张力系数与相邻物质的化学性质有关。 表面张力系数还与液体中杂质的种类和浓度有关。有些杂质能使液体表面张力急剧下降，这种杂质的浓度达到一定数值时，表面张力系数趋于一个稳定的最小值，这类物质叫做表面活性物质。例如：洗衣粉、肥皂等。 如图所示，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△x，在AB边上加的力为：F =2αl ，则在这个过程中外力F 所做的功为: 其中△S = 2l△x ,是AB 向右移动过程中液面面积的增量。外力克服分子间引力做功，表面能增加，若用△E 表示表面能增量，则： 表面张力系数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，表面能的增加。 (6)表面张力系数与表面能增量 * 测定液体表面张力系数的 方法还有毛细管上升法、最大泡压法、液滴法和挂环法等，在牧医、植保、农学等专业中常用液滴滴定法 圆周线上方液面对下方液面的表面张力为: 若总滴数为N,每滴液滴受到的重力为: 液滴下落瞬间表面张力与重力相等 例1、用相同的两根移液管,各吸取体积为V的蒸馏水及待测表面张力系数的农用药液,分别将两种液体缓缓滴尽,记下蒸馏水的滴数N1及药液的滴数N2,已知水的表面张力系数为α1,求出药液的表面张力系数α2。(水的密度ρ1与药液密度ρ2可视为相等,经测量表明,水滴和药滴将要落下时颈部直径d1与d2近似相等) 第二节 弯曲液面的附加压强 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。附加压强是由于表面张力存在而产生的。 一：附加压强的产生 1.平液面 在液体表面上取一小面积△