液体的表面现象.ppt

液体的表面现象,The surface phenomena of liquid,数理教研室,植物花瓣和叶面上的露珠,液体除了具有流体的一般特性外，它还有一个特殊的重要性质，即表面特性(surface characterization )。,液体与气体和固体相接触时都有一界面，处于界面的分子同时受到同种分子以及气体或固体分子的作用力，因而产生一系列的特殊现象，称之为液体的表面现象(surface phenomena of liquid)。,本次课内容 一、 液体的表面张力 surface tension 二、 附加压强 additional pressure 三、 毛细现象与气体栓塞 capillarity & air embolism 四、 表面活性物质 surfactant 五、 小结 summary,表面层,B分子 受力为0,分子作用球,B,1、表面层-液表下厚度等于分子作用半径的一层液体称为表面层surface layer .,表面层内的分子都有往液体内部迁移的趋势,从而使液体表面面积趋于缩小.,A处分子受力,A,一、液体的表面张力,它们为什么可以漂在水面上,2、表面张力：液体表面内存在的使其表面积有收缩成最小的趋势的张力。,表面张力系数,、方向：与表面相切，与面内分界线垂直。,、大小：,3、液体的表面能 surface energy,表面层内的分子比液体内部的分子具有更多的势能。表面积越大，势能越大。系统的能量有减小到最小的趋势，所以只要有可能，表面积将减到最小。,如果要增加液体的表面积，就得作功把液体内部分子移到表面层，从而增加了液面的势能。,表面能surface energy ：液体表面的势能,二、曲面下的附加压强 1、定义： 液体表面为曲面时，表面张力有拉平液面的 趋势，致使液面内的压强与液面外的压强不同而 产生的压强差。,2、拉普拉斯公式（球形液面下的附加压强）,单位长度的表面张力：,稳定时（平衡）：,拉普拉斯公式,液体内、外,附加压强,凹液面： P内P外 ，P 0,3、说 明：,凸液面： P内P外，P 0,解：,4、球形气泡（肥皂泡）, 900 润湿, 900 不润湿,三、毛细现象和气体栓塞 1、毛细现象 内聚力：液体分子之间的吸引力。 附着力：液体分子与固体分子之间的吸引力。,润 湿：附着力大于内聚力，液体与固体的界面有 扩大的趋势，固体被润湿。,毛 细 管：内经很小的细管。 毛细现象：将毛细管的一端插入液体中，管内的液面 会出现上升或下降，这种现象称为毛细现象。,对于润湿管壁的液体,凹液面,(植物水分的输送、动物毛细血管),2、气体的栓塞,P左,P左,P右,P右,P左 = P右,P左 P右,P,P,P,P,液体在细管中流动时，如果液体中有较多气泡，液体的流动则可能发生阻塞，这种现象称为气体的栓塞 。,四、表面活性物质surfactant,溶液的表面张力系数是由溶液本身的性质决定的。当在一种溶液中加入另一种物质时，溶液的表面张力系数将可能改变。,水的表面活性物质有：胆盐、肥皂、蛋黄素等。,能够减小溶液表面张力系数的物质，称为表面活 性物质。,肺泡的物理现象,肺泡内壁附着有一层特殊的肺液，类似于一个个相互连通的微液泡。,肺泡的物理现象,大肺泡的表面活性物质的浓度小于小肺泡的 表面活性物质的浓度，所以大泡的表面张力 系数大于小泡的表面张力系数。这样，大肺 泡不会越来越大，小肺泡也不会越来越小。,正常呼气后，肺泡通常稳定在它最大尺寸的四分之一，即肺内还有余气，这使接下来的