医用物理学07液体的表面现象课件.ppt

第六章第五节液体的表面现象,液体的表面现象（Liquidsurfacephenomenon）,1、掌握液体表面张力的概念2、掌握附加压强及毛细现象的规律。3、熟悉气体栓塞现象、表面活性物质和表面吸附的物理原理,学习要求,表面张力和表面能,一、表面张力和表面能,自然界很多现象说明：液面表面具有收缩的趋势。,液面宏观上表现为一个被拉紧的弹性薄膜而具有张力。,液体的表面张力及表面能,液体表面层内具有一种收缩的力，我们把这种促使液体表面收缩的力，称为表面张力（surfacetension）,实验表明:表面张力的大小正比于线段MN的长度。,表面张力系数：,取液面分界面MN，表面张力F的方向与分界线垂直，与液体表面相切。,单位：,表面张力系数表：,影响表面张力系数的因素,与液体的性质有关：不同液体，值不同；密度小、易挥发的液体值较小。如:酒精、乙醚的值很小，金属熔化后的值很大。与相邻物质化学性质有关：同一液体与不同物质交界，值不同。与温度有关：温度升高，值减小。某些液体沸腾时表面张力系数为零。与液体内所含杂质有关：在液体内加入杂质，液体的表面张力系数将显著改变，有的使其值增加；有的使其值减小。使值减小的物质称为表面活性物质。,斥力引力,斥力R2，所以P1f内时，附着层扩展，液体润湿固体；例：水润湿玻璃,f附,当f附900,900,水,玻璃,玻璃,水银,水银,水,液体浸湿毛细管壁时，管内液面上升,A,B,h,平衡时，PA=PB,R,r,(当=00时,为完全浸湿。),(对于下降同样适用),毛细现象的应用：,临床应用：1、外科用脱脂棉来擦拭创面的污液。2、普通手术缝合线要经过蜡处理。,药学应用：1、药物除湿及新鲜药材的除水大多需通过药材内毛细管才能气化。2、口服片剂后，片剂被浸润后通过毛细管作用使水分进入片剂，利于人体对药物的吸收。,日常生活：棉花或棉布的吸水、餐巾纸吸墨水、煤油灯、植物吸收和运输水分等。,*液体在细管中流动时，如果管中有气泡，液体的流动将受到阻碍，气泡多时可发生阻塞，这种现象叫气体栓塞。,2、气体栓塞(gasembolism),静止液体,静止液体,气泡,P附左,P附右,=,液体,气泡,*气泡产生阻力：,P,P,阻力压强=P附右-P附左,*当P时，液体无法流动；*当P时，液体才可流动；,*细管中若有n个气泡，则要求外加压强差Pn，液体才能流动。,（P:外加压强差）,气体栓塞在医学中的应用：,*注射前，要排尽针筒中气体；,*预防潜水病；,潜水病:潜水者在海中深达10米时，总共受到2个绝对大气压，深度每增加10米，就增加一个大气压。,表面活性物质与表面吸附,表面活性物质：在液体（溶剂）中加入一定浓度的某种溶质，使液体表面张力系数减小，这种溶质称为表面活性物质。（举例：肥皂；洗衣粉；肺泡分泌物等）,原因：表面吸附（即表面活性物质在溶液的表面层聚集并伸展成薄膜）。,表面层,肥皂分子,水分子,f1,f2,f1f2，使液体表面层分子势能减少，因而表面张力系数减小。,四、表面活性物质与表面吸附,肺组织中的表面活性物质：,*肺泡内壁分泌某种磷脂是表面活性物质；改变粘液的，从而维持正常呼吸。,*肺组织结构,R活性物质密度粘液的,大肺泡：,R活性物质密度粘液的,小肺泡：,表面活性物质与表面吸附,小肺泡萎缩？大肺泡膨胀？,基本保持不变,所以,毛细现象的应用肥皂就是最常见的表面活性物质。肥皂水的表面张力系数约为4010-3N/m，是纯水的一半。一般说来，醇、酸、醛、酮等有机物质大都是表面活性物质。表面活性物质在水溶液中，能使不溶或微溶于水的有机物质的溶解度显著增加，这种现象称为增溶作用(或加溶作用)。增溶作用举例：为了使喷洒在作物叶片上的农药能适当地展布开来，往往也要在稀释过的农药中加入表面活性物质：皂素、皂角粉、肥皂水；在冶金工业中，为加快熔融金属的结晶速度，在金属中加入表面活性物质降低其表面张力系数。如：钢液结晶时加入不同含量的硼会改变表面张力系数值。,本章小结,1、表面张力