液体的表面张力现象.ppt

2）凹液面时，如图?S周界上表面张力的合力指向外部，?S好象被拉出，液面内部压强小于外部压强，液面下压强： 总之：附加压强使弯曲液面内外压强不等，与液面曲率中心同侧的压强恒大于另一侧， 任何弯曲液面都对液体产生附加压强； 附加压强方向恒指向弯曲液面的曲率中心； A B 三、球形液面的附加压强---拉普拉斯公式 设有一半径为R的球形液滴，其表面张力系数为?，是凸液面，则液滴表面层内外的压强: l p内 P外 r ?l ? R ?F ?F// ?F? 在液体表面，取微小球冠形液体元，球冠的边缘线l存在表面张力F，沿球冠表面切线方向。 由于球冠很小，忽略其重力。 受力分析： 表面张力F 在球冠的边缘线上取线元?l, 对应表面张力为?F。 沿边缘线一周，?F//相互抵消，作用在球冠边缘线上 的表面张力的合力为： 受力平衡： 附加压强： ——球形液面附加压强公式 球形液面附加压强与表面张力系数成正比，与球面半径R成反比。 半径越小，附加压强越大；半径越大，附加压强越小； 半径无限大时，附加压强等于零，这正是水平液面的情况。 适用于任何液面：球面、半球面、凹凸面，R是液面处的曲率半径； 掌握!! ——拉普拉斯公式 四、球形液泡的内、外压强差 如图, 由于球形液泡很薄，有内外两个表面，内外膜半径近似相等，设A、B、C 三点压强分别为PA 、PB 、PC ，则： 液泡内压强大于液泡外压强，并与半径成反比。 同样处在大气压下，液泡半径越小，内外的压强差越大; 凸液面： 凹液面： 向带有活塞的三通玻璃管吹气使两端分别挂上大小不一的肥皂泡，旋转活塞使两气泡连通，气泡会有怎样的变化? 发现小泡将越来越小，大泡越胀越大。这就是小泡的附加压强大于大泡的附加压强的缘故。 想一想 例1 温度为20℃时，一滴水珠内部的压强为外部压强的2倍，求水珠的半径。设大气压强P0＝1.013?105Pa，20℃时水的表面张力系数为 72.8?10-3N／m 应用举例 例2 如图，在内半径r＝0.3mm的细玻璃管中注水，一部分水在管的下端形成一凸液面，其半径为3mm，管中凹液面的曲率半径与毛细管的内半径相同。求管中所悬水柱的长度h。设水的表面张力系数? ＝73?10-3 N／m. 凸液面 凹液面 临床应用 表面张力对呼吸的影响 （1）表面张力是肺泡收缩、排出气体的主要动力。 太大: 肺泡扩张，类似气胸。 太小: 肺泡萎缩，呼气困难，类似肺气肿。 肺中有数以亿计的肺泡, 平均直径为250?m的微小空气囊，它通过呼吸道与大气相通。正常成人因呼吸，肺泡每天平均收缩和扩张约15000次。肺泡间布满充有血液的毛细血管，空气中的氧和血液中的CO2在这里交换。 临床应用 肺泡的附加压强与表面活性物质 肺中表面活性物质不足，就不能有效调节肺泡的表面张力系数，造成呼吸困难。 （2）表面活性物质对附加压强的调节作用是肺泡正常行使功能的保证。 肺泡表面活性物质的生理意义: (1)降低肺泡表面张力; (2)增加肺的顺应性; (3)维持大小肺泡容积的相对稳定; (4)防止肺不张; (5)防止肺气肿。 肺泡表面活性物质缺乏将出现:肺泡的表面张力增加,大肺泡破裂小肺泡萎缩,初生儿呼吸窘迫综合症 等 4.3.1 润湿和不润湿 4.3 液体的附着层现象　 润湿: 液体沿固体表面延展的现象，称液体润湿固体。(水—玻璃) 一、润湿与不润湿 1. 定义 不润湿：液体在固体表面上收缩的现象，称液体不润湿固体。(水—石蜡) 润湿、不润湿与相互接触的液体、固体的性质有关。 内聚力：附着层内分子所受液体 分子引力之和。 2. 微观解释 润湿、不润湿是由于分子力不对称而引起。 附着力：附着层内分子所受固体 分子引力之和。 附着层：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。 (2)当 f附 f内,A 分子所受合力 f 垂直于附着层指向液体内部，液体内部分子势能小于附着层中分子势能，附着层中分子尽量挤进液体内部，使附着层收缩，宏观上表现为液体不润湿固体。 (1)当 f附 f内,A 分子所受合力 f 垂直于附着层指向固体，液体内部分子势能大于附着层中分子势能，液体内的分子尽量挤进附着层，使附着层扩展，宏观上表现为液体润湿固体。 在液体与固体接触面的边界处，作液体表面及固体表面的切线，这两切线通过液体内部的夹角称接触角 ，用θ 表示。 3. 接触角 ⑴ ⑵ ? ? O O 注意： 两切线通过液体内部的夹角称接触角θ 二、毛细现象 水在细玻璃管中水面上升； 水银在玻璃管中液面下降； 1.毛细现象 原因：表面张力及润湿、不润湿。 细管称毛细管。 毛细管：纸张、灯芯、纱布中的纤维、土壤、植物的根茎等