2022-2023学年粤教版（2019）选择性必修第三册 2.4液体表面张力 课件（22张PPT）

第四节

液

体

的

表

面

张

力一、液体的微观结构及性质1.液体的微观结构特点（1）液体分子间的距离很小（2）液体分子间的作用力很大（3）液体分子的热运动特点表现为振动与移动2.液体宏观性质（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（3）液体在物理性质上各向同性在日常生活中，有时会发现一些有趣的现象:挂在草叶尖的水珠是球状的，水黾可停在水面上而不会沉入水里，硬币能浮在水面上……这些现象都发生在液体的表面观察与思考：记录以下实验中的现象，并思考这些现象说明了什么？1.把一根棉线的两端系在铁丝环上(棉线不要拉紧)，然后把铁丝环浸入肥皂水里，再拿出来，铁丝环上就布满了肥皂水的薄膜.这时棉线圈是松弛的。如图2-4-4所示.（1）用烧热的针先刺破棉线一侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化，并在图2-4-5中画出薄膜和棉线变化后的形状.（2）再用烧热的针刺破棉线另一侧的薄膜，并在图2-4-6中画出棉线变化后的形状.2.把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂水的薄膜，这时膜上的棉线圈是松弛的，如图所示。用烧热的针刺破棉线圈里的肥皂膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈有什么变化，并在图中画出薄膜和棉线圈发生变化后的形状.刺破丝线圈内的肥皂膜后如图甲所示是液体表面附近分子分布的大致情况，请分析液体表面层内的分子间距离和分子力各有什么特点？液体表面层内分子间距离大于r0，分子间作用力表现为引力如图乙所示昆虫可以停留在水面上而不下沉，与小木块浮在水面上的道理相同吗？不同。小昆虫、缝衣针能在水面上不下沉是液体表面张力在起作用。小木块浮在水面上是重力和水的浮力平衡的结果我们可以把分子力的作用范围认为是一个半径等于分子力有效作用距离的球、这个球

称为分子作用球。由于分子斥力的有效距离比分子引力的有效作用距离小得多，分子斥力作用球的半径远小于分子引力作用球的半径.设液体内有一分子A如图2-4-9所示，由于分子A的引力作用球处于液体内部，液体内的分子均匀分布，对于分子A来说其分布是球对称的，因此液体内所有分子对分子A的斥力和引力的合力为零设在液体表面层内有一分子B，如图2-4-9所示，以分子B为中心的分子作用球一部分在液体外，由于分子斥力作用球的半径远小于分子引力作用球的半径，分子B的分子斥力作用球仍处于液体内，其受到的分子斥力仍是球对称的，但分子B所受的分子引力就不再是球对称的。由于缺少了液体表面层外这部分的引力，作用在分子B上的全部分子引力的合力f垂直液面指向液体内.由此，液体表面层单位体积内的分子数目相对液体内部会更少，分子间距相对更大一些.因而表面层分子间的分子力表现为引力，液体的表面总是有一种收缩的趋势，就好像被绷紧的橡皮膜.设想在液体表面画一条直线，如图所示，则直线两旁的液膜表现出使液体表面收缩的相互作用的拉力，液体表面出现的这种张力称为表面张力。二、液体的表面张力1.表面层：液体表面与空气接触的表面形成一个薄层叫表面层2.表面张力在液体表面上想象的画一直线，直线两旁的液膜一定存在相互作用的拉力，液体表面出现的这种张力称为表面张力液体的表面并不是一个几何面，而是一个厚度为分子力有效作用距离（数量级为10-9m）的薄层液体表面层分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，该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。3.液体表面张力的成因分析4.表面张力的作用效果液面的表面张力使液面具有收缩的趋势,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1、下列关于液体表面张力的说法正确的是(

)A.液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密些B.液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，从而表现为引力，因而产生表面张力C.液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因D.表面张力使液体表面有收缩到最小面积的趋势BD例2、课本P35观察与思考一滴水滴在玻璃表面，水逐渐散开并附着在玻璃板上，在一块涂了蜡的玻璃板上滴一滴水，水滴却可以在蜡面上滚来滚去，为什么出现上述不同的现象？水浸润玻璃，而不浸润石蜡二、浸润和不浸润现象1．浸润：液体与固体的接触面有扩张的趋势，液体会附着在固体上2．不浸润：液体与固体的接触面有收缩的趋势，液体不会附着在固体上3.浸润和不浸润形成原因浸润与不浸润现象是分子力作用的表现。当液体与固体接触时，在接触处形成一个液体薄层，叫做附着层附着层里的分子既受到固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引（1）浸润的成因附着层里的分子受到的固体分子的吸引相当强，附着层里的分子就比液体内部密，在附着层里就出现液体分子相互排斥的力，这时跟固体接触的液体表面有扩张的趋势，产生浸润现象。（2）不浸润的成因附着层里的分子受到的固体分子的吸引比较弱，附着层里的分子就比液体内部稀疏，在附着层里就出现跟表面张力相似的收缩力，这时跟固体接触的液体表面有收缩的趋势，形成不浸润现象。

特别提醒：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。三、毛细现象浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，我们将这种现象称为毛细现象1.毛细现象：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右图是浸润情况，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如右图不浸润情况，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特别提醒：毛细现象是浸润和表面张力共同作用而形成的结果；浸润时表面张力产生的附加压强指向液体外，不浸润时产生的附加压强指向液体内。例3、下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是（）A.水是浸润液体，水银是不浸润液体B.浸润现象中，附着层里分子比液体内部稀疏C.不浸润现象中，附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强D.不浸润现象中，附着层里分子间表现出吸引力；浸润现象中，附着层里分子间表现出排斥力D例4