高中物理第九章固体液体和物态变化2液体课件新人教版选修3_3

2 液体 1.能从液体的微观结构入手了解液体的基本性质;知道液体的表 面张力,了解表面张力形成的原因;能通过观察和实验了解浸润和 不浸润以及毛细现象。 2.了解液晶的特点及其在生活、生产、科研中的应用。 一二 一、液体的微观结构 1.液体的微观结构特点 (1)分子间距:液体不易被压缩,这说明液体分子间的距离很小。 (2)分子力:液体分子间的相互作用力较大,但比固体分子间的作 用力小。 (3)分子的热运动:液体分子的移动比固体分子的移动更容易,所 以在温度相同的情况下,液体的扩散速度要比固体的扩散速度快。 2.液体的宏观性质 (1)液体具有一定的体积,不易被压缩。 (2)液体没有一定的形状,具有流动性。 三四五 一二 二、液体的表面张力 1.液体的表面层 (1)概念:液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫作表面层。 (2)特点:表面层内分子间的距离大于r0,因此分子间的相互作用表 现为相互吸引。 2.液体的表面张力 (1)定义:如果在液体表面任意画一条线,线两侧的液体之间的作 用力是引力,它的作用是使液体表面绷紧,所以叫作液体的表面张 力。 (2)形成原因:液体表面具有收缩的趋势,这是因为在液体内部,分 子引力和斥力可以认为相等,而在表面层里分子间距较大,分子间 的相互作用力表现为引力的缘故。 三四五 一二 “水上飘”在武侠小说中常用来形容一个人轻功高,而生活中有些 小昆虫就能在水面上轻松地跑来跑去,甚至在水面上“亭亭玉立”。 你知道它们是怎么做到的吗? 提示:水的表面张力产生的作用。 三四五 一二三 三、浸润和不浸润 1.附着层:当液体和固体接触时,接触的位置形成的一个液体薄层 ,叫作附着层。 2.浸润和不浸润 (1)概念:一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上,这种 现象叫作浸润;一种液体不会润湿某种固体,也就不会附着在这种 固体表面,这种现象叫作不浸润。 (2)特点:一种液体是否浸润某种固体,与这两种物质的性质有关 系。 四五 一二三 (3)产生原因:浸润和不浸润是分子力作用的表现。当附着层的液 体分子比液体内部分子稀疏,附着层内分子间的作用表现为引力, 附着层有收缩的趋势,这样的液体和固体之间表现为不浸润;如果 附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离,附着层内分子 之间的作用表现为斥力,附着层有扩展的趋势,这样的液体与固体 之间表现为浸润。 把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来,可观察到从水银中取 出的玻璃上没有附着水银,而从水中取出的玻璃上会沾上一层水, 为什么会出现上述两种不同的现象呢? 提示:这是由于水能浸润玻璃,而水银不能浸润玻璃。 四五 一二三四五 四、毛细现象 1.概念:浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中 下降的现象,称为毛细现象。 2.特点:实验和理论分析都表明,对于一定的液体和一定材质的管 壁,管的内径越细,液体所能达到的高度越高。 你知道为什么松土能保持土壤中的水分吗? 提示:把地面的土壤锄松,破坏了土壤里的毛细管,地下的水分就 不会沿着毛细管上升到地面被蒸发掉。 一二三四五 五、液晶 1.概念:有些化合物像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些 晶体相似,具有各向异性,人们把处于这种状态的物质叫液晶。 2.出现液晶态的条件:有些物质在特定的温度范围之内具有液晶 态;另一些物质,在适当的溶剂中溶解时,在一定的浓度范围之内具 有液晶态。 3.微观结构 位置无序使它像液体,而排列有序使它像晶体,所以液晶是有晶 体结构的液体。 4.用途:当前液晶最主要的应用方向是在显示器方面的应用。 0 00 0 一、液体的微观结构及宏观特性 1.液体的微观结构 液体中的分子跟固体一样是聚集在一起的,液体分子的热运动主 要表现为在平衡位置附近做微小的振动,但液体分子只在很小的区 域内有规则地排列,这种区域是暂时形成的,边界和大小随时改变, 有时瓦解,有时又重新形成。液体由大量这种暂时形成的小区域构 成,这种小区域杂乱无章地分布着。 2.液体的宏观特性 (1)各向同性:液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成 ,所以液体表现出各向同性。 (2)一定体积:液体分子的排列更接近于固体,液体中的分子聚集 在一起,分子间距接近于r0,相互间的束缚作用强,主要表现为在平 衡位置附近做微小振动,所以液体具有一定的体积。 (3)流动性:液体分子能在平衡位置附近做微小的振动,但没有长 期固定的平衡位置,液体分子可以在液体中移动,这是液体具有流 动性的原因。 (4)扩散特点:液体中扩散现象是由液体分子运动产生的,分子在 液体里的移动比在固体中容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩 散快。 温馨提示非晶体的微观结构跟液体非常相似,所以严格地说,只有 晶体才叫真正的固体。 二、如何理解液体的表面张力 1.液体的表面层 (1)分子间距特点:由于蒸发现象,液体表面分子分布比内部分子 稀疏。 (2)分子力特点:液体内部分子间引力、斥力基本上相等,而液体 表面层分子之间距离较大,分子力表现为引力。 (3)表面特性:表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力,使 液体表面形成一层绷紧的膜。 2.液体的表面张力及其作用 (1)表面张力的形成原因 表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中 分子间距离大,分子间的相互作用表现为引力。 温馨提示表面张力使液面有收缩的趋势,故往往会误认为收缩后 rr0。实质上液体表面张力是液体表面层分子间距离大于分子间 平衡距离r0时,表现出的分子间的吸引力。 三、对浸润和不浸润现象及毛细现象的分析 1.对浸润和不浸润的理解 (1)附着层内分子受力情况 液体和固体接触时,附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引 外,还受到固体分子的吸引。 (2)浸润的成因 当固体分子吸引力大于液体内部分子吸引力时,附着层内液体分 子比液体内部分子稠密,附着层中分子之间表现为斥力,具有扩展 的趋势,这时表现为液体浸润固体。 (3)不浸润的成因 当固体分子吸引力小于液体内部分子吸引力时,附着层内液体分 子比液体内部分子稀疏,附着层中分子之间表现为引力,具有收缩 的趋势,这时表现为液体不浸润固体。可见,浸润和不浸润也是分 子力作用的表现。 2.毛细现象 (1)两种表现:浸润液体在细管中上升;不浸润液体在细管中下降 。 (2)产生原因: 毛细现象的产生与液体的表面张力及浸润与不浸润现象都有关 系。 温馨提示(1)毛细现象的应用实例:植物的根输送水、下雨时砖墙 渗水、农民铧锄土壤。 (2)对于一定的液体和一定材质的管壁,管的内径越细,毛细现象 越明显。 (3)毛细现象的发生是液体与固体接触的附着层和液体与空气接 触的表面层综合的表现。 类型一类型二类型三 对液体表面张力的理解 【例1】 下列有关表面张力的说法,正确的是( ) A.表面张力的作用是使液体表面伸张 B.表面张力的作用是使液体表面收缩 C.有些小昆虫能在水面自由行走,这是由于有表面张力的缘故 D.用滴管滴液体,滴的液滴总是球形,这是由于表面张力的缘故 点拨:了解表面张力的形成原因和作用效果,是正确处理本题的 关键。 解析:表面张力的作用效果是使液体表面收缩;由于表面张力,被 压弯的液面收缩,使小昆虫能行走在液面上;表面张力使液滴收缩 成球形。 答案:BCD 0 0 0 类型一类型二类型三 题后反思液体的表面张力使液面具有收缩的趋势,在体积相等的各 种形状的物体中,球形表面积最小,所以液滴总是呈球形。 类型一类型二类型三 对浸润与不浸润现象的分析 【例2】 以下各种说法正确的有( ) A.因为水银滴在玻璃板上呈现椭球状,所以说水银是一种不浸润 液体 B.液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体两者的性质共 同决定的 C.在人造卫星中,由于一切物体都处于完全失重状态,所以一个固 定着的容器中装有浸润其器壁的液体时,必须用盖子盖紧,否则容 器中的液体一定会沿器壁流散 D.当A液体和B固体接触时,是发生浸润现象还是发生不浸润现象 ,关键在于B固体分子对附着层A液体分子的吸引力,是比液体内的 分子对附着层分子吸引力大些还是小些 类型一类型二类型三 点拨:浸润与不浸润现象是由液体和固体共同决定的。液体浸润 固体,附着层面积要扩张,不浸润固体,附着层面积要收缩,产生的条 件是固体分子和液体内部分子对附着层分子的吸引力关系来决定 的。 解析:水银不浸润玻璃,但可能浸润其他固体,所以选项A错误,选 项B正确。在处于完全失重状态的人造卫星上,如果液体浸润其器 壁,液体和器壁的附着层就会扩张,沿着器壁流散,故必须盖紧,选项 C正确。选项D正确,说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理。 答案:BCD 题后反思某种液体是否为浸润物体,并不完全取决于自身,