液表面张力润湿与不润湿弯曲液面.ppt

* * 为什么不会沉入到水下？ 为什么肥皂泡泡是球形的？ 为什么荷叶上的露珠是球形的？ 6.3 液体的表面现象 表面 液、气 液、液 液、固 一、表面张力与表面能 液体和气体接触时， （1）作用于液体表面上的使液面具有收缩倾向的力。 （2）液体表面相邻两部分之间的相互吸引力。 （一）表面张力 1.定义： 表面张力和表面能 ? ? ? ? ? ? A B C 球内液体分子分布均匀，合力为零。 球内液体分子分布不均匀，合力不为零。 A分子： B、C分子： ? （1）液体的表面层 表面层 表面张力和表面能 液体与气体接触的表面存在着一个性质特殊的过渡层。 2.表面张力的形成 （2）微观解释 表面层内的分子受到垂直液面指向液体内部的引力。 故表面层中的分子相对稀疏。 分子间的相互作用力表现为引力。 ? 表面张力和表面能 分子力 表面层中的分子力不对称。 （3）原因 （2）微观解释 表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。 3.表面张力的作用 表面张力和表面能 垂直于液面上的分界线； 平液面，在液体表面上； 弯曲液面，在液面的切面上。 4.表面张力的方向、大小 表面张力和表面能 球形液面表面张力示意图 F F F F F F 平液面表面张力示意图 l 表面张力的大小跟边界长度有关，还跟液体的种类、温度有关。 l σ: 表面张力系数，是液体性质的表现。 表示单位长度上的表面张力。 单位: N·m-1 表面张力和表面能 要把液体内部的分子移到表面层中来，就要克服分子引力做功，从而使分子势能增加，即表面层内的分子具有较大的势能。 表面张力和表面能 ? r 外力克服表面张力做功 W = F ? x = 2σl?x = σ? S = ?F表 2 σ l l M N F ?x 表面层比液体内部多出的分子引力势能称为表面自由能，也称为表面能。 （二）表面能与表面张力系数 等温条件下 表面张力和表面能 表示增加单位表面积时，外力所需作的功。 单位: J·m-2 表面张力和表面能 表示在等温条件下增加单位面积时，液体表面所增加的表面自由能。 凸液面产生指向液体内部附加压强。 p0 f f p ps 弯曲液面的附加压强 (一)球形凸液面的附加压强 二. 弯曲液面的附加压强 r df df1 df2 ? ? R ?S 凹液面产生指向液体外部附加压强 (二)球形凹液面的附加压强 弯曲液面的附加压强 f f p0 p ps ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 现象 原因 附着层内的分子所受分子力不对称 附着层 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 润湿 不润湿 附着力 内聚力 润湿与不润湿 三.润湿与不润湿 接触角 固体、液体、气体接触处，固体表面与液体表面的切线所夹的通过液体内部的角? ? ? ? ? 90?——润湿 ? 90?——不润湿 ? = 0?——完全润湿 ? = 180?——完全不润湿 润湿与不润湿 液体能否润湿固体，取决于两者的性质，而不单纯由液体或固体单方面性质决定。同一种液体，对一些固体是润湿的，对另一些固体是不润湿的。如：水能润湿玻璃，而不能浸润荷叶、石蜡；水银不能润湿玻璃，但能润湿铅板。 特别提醒 润湿与不润湿 h 四、毛细现象 润湿管壁的液体在细管里液面升高而不润湿管壁的液体在细管里液面降低的现象称为毛细现象。 水 水银 毛细现象 * * *