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33.ppt

第九章 2液体 学习目标1 了解液体的表面张力现象 能解释液体表面张力产生的原因 2 了解液体的微观结构 了解浸润和不浸润现象及毛细现象 3 了解液晶的特点及其应用 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 一 液体的微观结构 液体的表面张力 1 如图1所示是液体表面附近分子分布的大致情况 请结合图片思考 液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点 答案表面层内分子间距离大于r0 分子间作用力表现为引力 2 液体像气体一样没有固定的形状 具有流动性 而又像固体一样具有一定的体积 不易被压缩 液体的这些特点是由什么决定的 答案液体的微观结构 图1 答案 1 液体的微观结构及宏观特性 液体分子的排列更接近于固体 是密集在一起的 因而液体具有一定的体积 不易压缩 液体之间的分子作用力比固体分子间的作用力要 所以液体没有固定的形状 具有性 由于液体分子的移动比固体分子容易 所以扩散速度比固体要 液体分子的热运动的特点表现为与移动相结合 的微观结构跟液体非常相似 所以严格地说 只有才能叫做真正的固体 填 晶体 或 非晶体 小 流动 快 振动 非晶体 晶体 2 液体的表面张力 表面张力 由于表面层内分子比较稀疏 分子间的作用力表现为力 作用是使液体表面绷紧 方向 和液面 垂直于液面上的各条分界线 如图2所示 3 作用效果 使液面具有的趋势 图2 引 相切 收缩 二 浸润和不浸润 毛细现象 1 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 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 答案水银不浸润玻璃 而水浸润玻璃 答案 2 如图3所示 在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤的水分 你知道这是为什么吗 答案把地表土壤锄松 破坏了土壤表层的毛细管 地下的水分就不会沿毛细管上升到地面而被蒸发掉 答案 图3 1 浸润和不浸润 浸润 一种液体会某种固体并在固体的表面上的现象 不浸润 一种液体不会某种固体 在这种固体的表面上的现象 浸润和不浸润是作用的表现 2 毛细现象 定义 浸润液体在细管中的现象 以及不浸润液体在细管中的现象 毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关 毛细管内径越小 高度差越 润湿 附着 润湿 不会附着 分子力 上升 下降 大 三 液晶 1 液晶某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 于是把这些化合物取名为液晶 2 液晶的特点 位置无序使它像液体一样具有性 而排列有序使它像晶体一样具有 液晶的物理性质容易在外界的影响 如电场 压力 光照 温度 下发生改变 各向异性 流动 3 液晶分子的排列特点从某个方向上看液晶分子排列比较整齐 但从另一个方向看 液晶分子的排列是杂乱无章的 4 液晶的应用 液晶显示器 利用温度改变时液晶颜色会发生改变的性质来探测温度 液晶在电子工业 航空工业 生物医学等领域有广泛应用 题型探究 1 液面表面张力的成因分析 分子间距离特点 由于蒸发现象 液体表面分子分布比内部分子稀疏 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 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 一 液体的微观结构及表面张力 2 表面张力及其作用 表面张力使液体表面具有收缩趋势 使液体表面积趋于最小 而在体积相同的条件下 球形的表面积最小 例如 吹出的肥皂泡呈球形 滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形 但由于受重力的影响 往往呈扁球形 在完全失重条件下才呈球形 表面张力的大小除了跟边界线长度有关外 还跟液体的种类 温度有关 例1关于液体的表面张力 下列说法正确的是a 表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力b 液体表面层分子的分布比内部稀疏 分子力表现为引力c 液体的表面张力随温度的升高而增大d 表面张力的方向与液面垂直 答案 解析 解析液体表面层分子较液体内部稀疏 故分子力表现为引力 表面张力的方向沿液面的切线方向与分界线垂直 表面张力是液体表面层分子间的作用力 随温度的升高 液体表面层的分子间的距离增大 引力作用随之减小 所以表面张力减小 故选项b正确 选项a c d错误 分析表面张力问题的三点注意 1 表面张力是液体表面层中大量分子间引力的宏观表现 2 表面张力的大小除了跟分界线长度有关外 还跟液体的性质和温度有关 一般情况下 温度越高 表面张力就越小 3 表面张力的方向与液面相切 二 浸润和不浸润及毛细现象 1 浸润和不浸润的形成原因 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 浸润的成因当固体分子吸引力大于液体内部分子力时 这时表现为液体浸润固体 不浸润的成因当固体分子吸引力小于液体内部分子力时 这时表现为液体不浸润固体 浸润和不浸润是发生在两种材料 液体与固体 之间的 与这两种物质的性质都有关系 不能单说哪一种材料浸润或不浸润 例如 水能浸润玻璃 但不能浸润石蜡 水银不能浸润玻璃 但能浸润铅 2 毛细现象的产生原因毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系 如图4所示 甲是浸润情况 此时管内液面呈凹形 因为液体的表面张力的作用 液体会受到向上的作用力 因而管内液面要比管外高 乙是不浸润情况 管内液面呈凸形 表面张力的作用使液体受到向下的力 因而管内液面比管外低 图4 例2将不同材料制成的甲 乙两细管插入相同的液体中 甲管内液面比管外液面低 乙管内液面比管外液面高 则a 液体对甲材料是浸润的b 液体对乙材料是浸润的c 甲管中发生的不是毛细现象 而乙管中发生的是毛细现象d 若甲 乙两管的内径变小 则甲管内液面更低 乙管内液面更高 解析 答案 解析液体对固体浸润的情况下 在附着层分子的排斥力和表面层分子的吸引力的共同作用下 液面将上升 所以a错 b对 毛细现象是指浸润液体在细管中上升 以及不浸润液体在细管中下降的现象 所以c错 在液体和毛细管材料一定的情况下 管越细毛细现象越明显 所以d对 三 液晶 例3关于液晶 下列说法中正确的有a 液晶是一种晶体b 液晶分子的空间排列是稳定的 具有各向异性c 液晶的光学性质随温度的变化而变化d 液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 解析 答案 解析液晶的微观结构介于固体和液体之间 虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐 具有各向异性 但分子的排列是不稳定的 选项a b错误 外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化 从而改变液晶的某些性质 温度 压力 外加电压等因素变化时 都会改变液晶的光学性质 选项c d正确 液晶的特点 1 液晶具有流动性 具有液体的特点 2 液晶在不同方向上光学性质不同 3 在不同方向上液晶分子的排列情况不同 4 液晶受到外界影响时 物理性质会发生明显的变化 达标检测 1 表面张力 下列现象中 不是由于液体的表面张力引起的a 小昆虫能在水面上自由走动b 熔化的蜡烛从燃烧的蜡烛上流下来 冷却后呈球形c 小孩吹出的肥皂泡为球形d 树叶能漂浮在水面上 答案 解析 1 2 3 4 解析小昆虫能在水面上自由走动正是由于表面张力的作用 故a不符合题意 熔化的蜡烛从燃烧的蜡烛上流下来 冷却后呈球形 是由于表面张力的收缩作用 故b不符合题意 小孩吹出的肥皂泡为球形 是由于表面张力的收缩作用 故c不符合题意 树叶能漂浮在水面上 是由于树叶受到水的浮力 与表面张力无关 故d符合题意 1 2 3 4 2 浸润与不浸润 关于浸润现象 下列说法正确的是a 水是浸润液体 水银是不浸润液体b 水是不浸润液体 水银是浸润液体c 浸润现象中 附着层里的分子比液体内部稀疏d 不浸润现象中 附着层里的分子比液体内部稀疏 答案 解析 1 2 3 4 解析同一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的 水对玻璃来说是浸润液体 对蜂蜡来说是不浸润液体 水银对玻璃来说是不浸润液体 对铅来说是浸润液体 故a b错 浸润现象中 附着层里的分子比液体内部密集 不浸润现象中 附着层里的分子比液体内部稀疏 c错 d对 1 2 3 4 3 毛细现象 用干净的玻璃毛细管做毛细现象的实验时 可以看到a 毛细管插入水中 管越细 管内水面越高 管越粗 管内水面越低b 毛细管插入水银中 管越细 管内水银面越高c 毛细管插入跟它浸润的液体中时 管内液面上升 插入跟它不浸润的液体中时 管内液面下降d 毛细管插入跟它不浸润的液体中时 管内液面上升 插入跟它浸润的液体中时 管内液面下降 答案 解析 1 2 3 4 解析水浸润玻璃 附着层内分子之间表现为斥力 附着层扩张 液面上升 且管越细 液面上升得越高 水银不浸润玻璃 附着层内分子之间表现为引力 附着层收缩 毛细管中液面下降 故a c正确 1 2 3 4 4 液晶 下列关于液晶的说法中正确的是a 有一些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化b 液晶是