【创新设计】2015-2016学年高中物理第九章固体、液体和物态第2讲液体学案新人教版选修3-3选编.doc

PAGE  PAGE 10 第2讲　液体 [目标定位]　1.了解液体表面张力现象.2.能解释液体表面张力产生的原因.3.了解液体的微观结构，了解浸润和不浸润现象.4.知道液晶的特点及其应用. 一、液体的微观结构和表面张力 1．液体分子之间的距离很小，不易被压缩． 2．液体分子的热运动虽然与固体分子类似，但无长期固定的平衡位置，可在液体中移动，因而显示出流动性，且扩散比固体快． 3．在液体内部，分子间距离在r0左右，在表面层，分子比较稀疏，分子间距大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引．液面各部分间的相互吸引力叫做表面张力． 二、浸润和不浸润及毛细现象 1．浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上．这种现象叫做浸润． 2．不浸润：一种液体不会润湿某种固体也就不会附着在固体上．这种现象叫做不浸润． 3．浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象． 4．实验和理论分析都表明，对于一定的液体和一定材质的管壁，管的内径越细，液体所能达到的高度越高． 三、液晶 1．液晶的概念：像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性的有机化合物，称为液晶． 2．液晶分子的微观结构 某个方向分子排列整齐有规则，另一方向分子排列杂乱无章． 3．液晶的用途 液晶可以用作显示元件，在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要应用． 一、液体的微观结构及表面张力 1．液体的微观结构与宏观特性： 液体中的分子密集排列在一起，所以液体具有一定的体积．液体之间的分子作用力比固体分子间的作用力要小，所以液体没有固定的形状，具有流动性．分子的移动比固体分子容易，所以扩散比固体要快． 2．液体表面张力的成因分析： (1)由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏，因而分子力表现为引力． (2)表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜． (3)表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图1所示． 图1 3．表面张力及其作用： (1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表??积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形)． (2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关． 例1　下列叙述中正确的是(　　) A．液体表面张力随温度升高而增大 B．液体尽可能在收缩它们的表面积 C．液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能 D．液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些 答案　BC 解析　液体的表面层由于和气体接触，与内部情况不同，表面层分子的分布要比内部稀疏，分子间就表现为引力，宏观上即表面张力，这样液体表面就有收缩到最小的趋势．随温度的升高，表面层分子距离要增大，引力作用随之减小，所以表面张力要减小．而在液体内，分子间的引力基本等于斥力，即r＝r0，分子势能最小，在表面层r＞r0，所以分子势能比液体内部的分子势能大． 借题发挥　表面层液体分子间距离大于r0，升温时，表面层分子距离增大，要克服分子引力做功，故液体分子势能增大，而由分子间作用的特点可知表面张力将随分子间距的增大而减小． 针对训练　下列关于液体表面张力的说法中正确的是(　　) A．表面张力的作用是使液体表面伸张 B．表面张力的作用是使液体表面绷紧 C．有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于水的表面张力的缘故 D．用滴管滴液滴，滴的液滴总近似成球形，这是由于表面张力的缘故 答案　BCD 解析　表面张力的作用效果是使液体表面绷紧，由于表面张力，使小昆虫站在液面上；由于表面张力使液滴收缩成球形．故正确答案为B、C、D. 二、浸润和不浸润及毛细现象成因分析 1．附着层内分子受力情况 液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引． 2．浸润的成因 当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体． 3．不浸润的成因 当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体． 4．毛细现象 (1)两种表现：浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降． (2)产生原因：毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系． 如图2所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面(b)要比管外(a)高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面(d)比管外(c)低． 图2 温馨提示　同一种固体，对于有些液体浸润，有些液体不浸润；同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的．例如：水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃