第三章 液体的表面现象cjl.ppt

上一内容 回主目录 ? 返回 下一内容 2019/4/25 31 θ θ θ θ 几种形式的接触角 ? ? ? 90 0 ? ? ? ? ? 180 90 ? 上一内容 回主目录 ? 返回 下一内容 2019/4/25 32 ? ? ? ? 180 90 ? 不湿润 完全不湿润 ? ? 180 ? 不湿润 ? ? 90 ? ? ? ? 90 0 ? 0 ? ? 完全湿润 湿润 湿润 ? ? 90 ? 上一内容 回主目录 ? 返回 下一内容 2019/4/25 1 上一内容 回主目录 ? 返回 下一内容 2019/4/25 2 上章讨论的是液体流动时的规律，液体还有一个 显著的特征是它的自由表面，由于自由表面的存在， 使其出现了各种各样的表面现象。 液体内部由于分子的紊乱运动，各个方向的物理性 质是完全相同的，即各向同性。 在液体表面，无论是液体与气体之间的自由表面， 两种不能混合的液体之间的液面或是液体与固体之间 的液面，各个方向的性质就很不相同，出现 表面张力， 表面能，液面附加压强，毛细现象 等一系列表面现象。 上一内容 回主目录 ? 返回 下一内容 2019/4/25 3 § 3.1 液体的表面张力和表面能 ? 液体的表面层和表面能 ? 表面张力系数 上一内容 回主目录 ? 返回 下一内容 2019/4/25 4 1 、表面张力现象： 2 、 用分子力来解释表面张力： ①：分子平衡距离为 r 0 ~ 10 -10 m ， 当分子间距 r ＞ r 0 时： a) 满足 10 -10 m ＜ r 0 ＜ 10 -9 m 时分子力为 引力 b) 满足 r 0 ＞ 10 -9 m 时分子力趋近于 0 液体表面如紧张的薄膜，有收缩成面积最小的趋势。 如：荷叶上的小水滴收缩成球形， 玻璃板上的水银小滴收缩成球形， 缝衣针可以轻轻地放在水面上而不下沉等。 都说明液体表面有张力的存在，这种能使表面缩小的 张力为 表面张力 。 上一内容 回主目录 ? 返回 下一内容 2019/4/25 5 ② 分子作用球： 分子引力有效作用范围是半径为 10 -9 m 的球形区域， 落在此球面内的所有分子对球心分子都有引力作用， 这个球称为 分子作用范围 或 分子作用球。 ③ 表面层： 液体表面取厚度等于分 子作用球半径的一层 为 液体表面层。 表面层里 的分子受力情况与液体 内部有所不同 。 上一内容 回主目录 ? 返回 下一内容 2019/4/25 6 ④： 表面张力产生原因 ： 表面层内 液体分子受到指向液体内部的力的作用，宏 观上表现为 表面张力 。 所有位于表面层内部的液体分子都受到垂直液面并 指向液体内部的分子引力作用。 ( 而这些引力又被一 些十分靠近的的斥力所平衡，使这些分子能够停留 在液体的表面层。 ) 3 、表面能： 将液体内部分子移动到表面层，需要克服引力作功， 使分子势能增加 , 所以表面层分子具有更多的势能： 上一内容 回主目录 ? 返回 下一内容 2019/4/25 7 推论： a): 系统总有将势能减少到 最小的趋势，所以 液体 表面积总是收缩到最小。 b): 若要增加液体表面积， 需要作功移动更多的分 子进入表面层，增加势能。 定义： 增加单位面积的液体表面积所作的功为 液体的 表面能 。单位： J/m 2 上一内容 回主目录 ? 返回 下一内容 2019/4/25 8 2 、表面张力的 方向 ： 1 、 表面张力系数 ? ： 液面上单位长度的张力。用 ? 表示，单位： N/m 对于液体的边界上或液体表面上任何一条线的两侧 物质，彼此之间都有拉力作用，这个 拉力处在液面平面 之内并与该线垂直 。如下图所示： 金属丝环 丝线 (a) 丝线套内肥皂膜未刺破时 (b) 丝线套内肥皂膜刺破时 上一内容 回主目录 ? 返回 下一内容 2019/4/25 9 4 、若液膜有两个表面： 如图： U 形金属框架 ABCD 有 一可以滑动的金属丝 BC ，其 上有一液体薄膜