球形液面内外的压强差.ppt

* 第四章 液体表面现象  掌握： 表面张力系数、 球型液面内外压强差 熟悉：表面活性物质、毛细现象 了解：气体栓塞任意弯曲液面内外压强差 思考题： 1.表面张力系数有几个定义？其物理意义 分别是什么？ 2.表面张力系数的大小和哪些因素有关？ 3.表面活性物质有何作用？ 4.附加压强是如何形成的？凹液面和凸液 面内部压强将怎样变化？ 5.接触角怎样判定？和润湿与否有何关系？ 6.毛细现象产生的原因是什么？ 7.气体栓塞如何形成？ §1 表面张力(Surface tension) 讨论：1.表面张力使液面产生向内收缩 2.表面张力方向与液面相切，指 向液面内部 3.表面张力作用于二部分液面之 间与边界线垂直 一、表面张力 二、表面张力系数 表面张力系数定义： 表面张力系数单位： N / m 1 力 表面张力系数单位： N/m 、J/m2 2 功 3 能 【例3】吹成一个直径为10cm的肥皂泡， 设皂液的表面张力系数为40 × 10-3J/m2，需 要作多少功？ 【解】 三、影响表面张力系数的因素 1. 液体密度：密度小，易蒸发，? 小； 2.液体温度：温度越高， ? 越小； 3.相邻物质的性质： 水与苯——水的? =33.6x10-3 N/m； 水与醚——水的? =12.2x10-3 N/m； 4.液体内的杂质 四、表面活性物质（surfactant） 使 ? 减小的物质——表面活性物质 §2 弯曲液面内外的压强差 一、球形液面内外的压强差 1. 附加压强（PS） ——弯曲液面内外的压强差 2. 附加压强的大小 f 3. 附加压强的方向 凸液面： P内= P外＋Ps 凹液面： P内= P外－Ps 一弯曲面内压强比外大一 附加压强 液面数 空气中水滴 ① 水中气泡 ① 肥皂泡 ② 空气中液膜 ② 【例】 已知液体的表面张力系数 为 ?，用此液体吹成半径为 R 的液 泡，求液泡内压强。（大气压为PO） PO P1 P2 P1 = PO + PS P2 = P1 – PS = PO P1 = P2 – PS P2 = P1 + PS = PO+2PS = PO+ 4?/R 三、任意弯曲液面内外的压强差 附加压强的大小： 特例 1.球形 R1= R2 2.柱形 R2 = ? §3 毛细现象 气体栓塞 一、固体与液体接触处的表面现象 润湿和不润湿 2.润湿 ?90?（锐角） 液体润湿固体 1.接触角? 曲面的切线经液体 内部与器壁的夹角。 ?=0? 液体完全润湿固体 ? ?90?（纯角） 液体不润湿固体 3.非润湿 ?=180? 液体完全不润湿固体 二、毛细现象(Capillarity) 1. 毛细现象 2. 上升（下降）高度 【例7 】 ( p.68/14)图中，玻璃毛细管直径为1mm,水在毛细管里上升了30mm,如果管子慢慢地竖直下降，直到管子顶端离烧杯里的水面20mm时,求此时管中液面的曲率半径。  20 【解】 三、气体栓塞(aero-embolism) 液体在润湿情况下在细管中流动时，如果管中出现气泡，液体的流动就要受到阻碍，气泡多时将发生阻塞，这种现象称为气体栓塞。 *