第1章液体的表面性质.ppt

* 例1.2 如图，求球形液膜内、外的压强差。 解：由于球形液膜很薄，则内外膜半径近似相等，设A、B、C三点压强分别为 由球形液面的附加压强公得 练习：如图所示：在一连通管两端吹两半径不同的肥皂泡A、B，开通活塞，发现小泡不断收聚，而大泡则不断变大，最后小泡B缩成一帽顶状，且曲率半径和A同。试解释之。 R1 R R2 A B RA RB 视频 例 R1 R R2 解：无论多薄的肥皂泡都是由一定厚度吹成，设内外半径为R1,R2；大气压为P0，泡内气压为P，薄膜内压强为P1，显然有 得 即 A B RA RB 视频 R1 R R2 得 即 结论：半径越大，内部压强越小。因为RARB,所以PBPA;所以气体由B流向A。当A、B压强相同时，达到平衡，此时曲率半径相同。曲率半径相同，B只能成帽状。 A B RA RB 视频 * 解： * 例1.3：温度为180C时，有一半径为1.46×10-5m的水珠处在大气压强为1.01× 105Pa的空气中，求水珠内部的压强。 * 1.3 、 固体表面润湿与毛细现象 1.接触角 θ ：在液体与固体相接触处，分别作液体表面与固体表面 的切线，这两个切线在液体内部的夹角。（θ与固体、液体的性质有关） 液体润湿固体 液体不润湿固体 完全润湿 完全不润湿 1.3.1固体表面润湿 2．润湿现象的微观解释 润湿与不润湿现象是由于分子力不对称而引起的。 在固体与液体接触处，厚度等于液体或固体分子 有效作用半径(以大者为准)的一层液体称为附着 * 层，也叫表面层。如图中虚线与固-液界面之间的部分。 大学物理 大学物理 大学物理 * 1.1 液体的表面张力 1.1.1、液体表面张力 1.1.2、液体表面张力系数 1.2 弯曲液面下的附加压强 1.2.1一般液面内外的压强 1.2.2球形液面下的附加压强 1.3固体表面润湿与毛细现象 1.3.1固体表面润湿 1.3.2毛细现象 1.3.3身边的毛细现象 第1章 液体表面性质 重点 ★理解液体的表面张力现象， ★掌握弯曲液面的附加压强， ★理解毛细现象， ★能解释一些跟液体表面性质相关的日常生活现象。 * 1.1 液体的表面张力 一、液体表面的定义 一般，物质分三态，分别为固体、液体和气体，这三态，对应着三相：固相、液相、气相。界面就是相与相之间的交界处所形成的物理区域。 1.1.1、液体的表面张力 界面厚度约为几个分子的线度。 习惯上把液体（或固体）与空气的界面称为液体（或固体）的表面。 * 二、液体的表面张力 液体的表面张力实验： * * * * F 1、 带活动金属丝的框架 热针刺破右边 热针刺破左边 热针刺破线中央 2、 带棉线的肥皂膜 以上实验说明： 表面张力的作用是均匀分布的； 力的方向与液面相切，使得液面都收缩至最小。 我们把这种使液体表面具有收缩趋势的，存在于液体表面上的力称为表面张力(Surface tension)。 * * * 雨后初晴的礼物 * * * 三、液体的表面张力现象的微观本质 * 液体表面张力起源于分子间的作用力。分子间的作用存在一个有效半径。 在液体内部，B分子在有效半径内受到邻近分子的引力是球对称的，合力等于零。 处于表面层中的A分子在有效半径内受力不均，合力不等于零，而是垂直于液面并指向液体内部。 * 按能量最低原则，在稳定状态下应该具有最低的表面能，相应的，液体系统具有最小的表面积，即表层中要包含尽可能少的分子。表层内的分子有尽量挤入液体内部的趋势，即液面有收缩的趋势 。 液体的表面张力就是这种趋势在宏观上的表现。表面张力是宏观力。 例如，露珠呈球形 * 把分子从液体内部移到表面层，需克服分子间引力做功； 外力做功使分子势能增加，即表面层内分子的势能比液体内部分子的势能大，表面层为高势能区；各个分子势能增量的总和称为表面自由能（简称表面能）增量，，用G表示，单位是J 一、从力的角度给出表面张力系数的定义 两种不相容液体或液体与气体分界面上存在的 力： 是表面张力系数。 1.1.2、 液体表面张力系数 表示作用在液面单位长度上的表面张力。 二、从能量角度给出表面张力系数的定义 外力作功 * 表面能增量 据功能原理，外力做的功转化为液膜的表面能 * 三、影响表面张力系数的因素 ①物质性质 表面张力起源于净吸引力，而净吸引力又起因于范德华引力，因此表面张力取决于物质分子间相互作用力的大小，即取决于物质本身的性质。