液体表面性质

液体表面性质第1页，课件共42页，创作于2023年2月液体的性质与其微观结构有关液体具有一定的体积，不易压缩。液体没有一定形状，并具有流动性。概述当液体与气体、固体接触时，交界处由于分子力作用而产生一系列特殊现象，即：液体表面现象。第2页，课件共42页，创作于2023年2月第一节液体的表面张力一、表面张力1.现象：说明：液面上存在沿表面的收缩力作用，这种力只存在于液体表面液面像紧绷的橡皮膜具有弹性液面有收缩到最小的趋势2.表面张力表面层：在液体与气体或固体交界面，厚度等于分子力有效作用半径R

的一层液体。表面张力：液体的表面层中有一种使液面尽可能收缩成最小的宏观张力。第3页，课件共42页，创作于2023年2月第4页，课件共42页，创作于2023年2月①从分子运动论观点分子力作用球（半径等于分子力有效作用半径R）表面张力产生的原因②从能量观点来分析表面能:各个分子势能的总和称为表面能，用E表示。表面张力是宏观力，与液面相切;f⊥是微观力，与液面垂直第5页，课件共42页，创作于2023年2月线段两侧液面均有收缩的趋势，即有表面张力作用，分别用f和f′表示，这恰为一对作用力与反作用力，

f=-f′。3.表面张力系数α为表面张力系数，数值上等于单位长度直线段两侧液面的表面张力（单位：N/m）

。第6页，课件共42页，创作于2023年2月二.表面能如图:铁丝框上挂有液膜，表面张力系数为α，将AB边无摩擦、匀速、等温地右移dx在AB边上加的力：f=2αl外力f所做的功表面能增量：表面张力系数第7页，课件共42页，创作于2023年2月例：半径为r=2.0*10-6m的许多小水滴融成一个半径为R=2.0*10-3m的大水滴时，释放的能量是多少？第8页，课件共42页，创作于2023年2月表面张力系数的影响因素内因液体的性质温度：液体内所含杂质：相邻物质性质有关外因不同液体，α不同密度小、易挥发的液体α较小T↑→α

↓，两者近似呈线性关系活性物质如洗衣粉第9页，课件共42页，创作于2023年2月三.表面张力系数的测定（液滴测定法）质量为m的待测液体吸入移液管，由管口下端缓慢流出，形成袋状水滴。当表面张力不足以支持重力时，水滴下落第10页，课件共42页，创作于2023年2月自然界中有许多情况下液面是弯曲的，弯曲液面内外存在一压强差，称为附加压强,用ps表示。一.弯曲液面的附加压强第二节弯曲液面的附加压强附加压强ps是由于表面张力存在而产生的。1.平液面第11页，课件共42页，创作于2023年2月2.弯曲液面（1）凸液面(2)凹液面第12页，课件共42页，创作于2023年2月二.拉普拉斯公式如图所示:有一半径为R的球形液滴缓慢匀速等温膨胀为半径为R+dR的球形液.——拉普拉斯公式1.球形液面的附加压强第13页，课件共42页，创作于2023年2月2.球形液膜内外压强差

如图,由于球形液膜很薄，内外膜半径近似相等举例第14页，课件共42页，创作于2023年2月（1）吸气肺泡内外压强差3.动物肺泡的活动肺泡半径R（不利于下一步呼气）表面活性物质浓度肺泡内外压强差（利于下一步呼气）第15页，课件共42页，创作于2023年2月（2）呼气肺泡内外压强差肺泡半径R（不利于下一步吸气）表面活性物质浓度肺泡内外压强差（利于下一步吸气）第16页，课件共42页，创作于2023年2月润湿:液体沿固体表面延展的现象，称液体润湿固体。一.润湿与不润湿1.润湿和不润湿不润湿：液体在固体表面上收缩的现象，称液体不润湿固体。

润湿、不润湿与相互接触的液体、固体的性质有关。第三节毛细现象第17页，课件共42页，创作于2023年2月2.接触角θ在液体与固体接触面的边界处任取一点，做液体表面及固体表面的切线，这两切线通过液体内部的夹角称接触角

，用θ表示。液体润湿固体液体完全润湿固体液体不润湿固体液体完全不润湿固体第18页，课件共42页，创作于2023年2月第19页，课件共42页，创作于2023年2月内聚力：附着层内分子所受液体分子引力之和。3.微观解释润湿、不润湿是由于分子力不对称而引起。附着力：附着层内分子所受固体分子引力之和。附着层：在固体与液体接触处，厚度等于液体或固体分子有效作用半径（以大者为准）的一液体层。第20页，课件共42页，创作于2023年2月润湿与不润湿当f附>f内,

宏观上表现为液体润湿固体。当f内>f附,

宏观上表现为液体不润湿固体。第21页，课件共42页，创作于2023年2月二.毛细现象1.定义润湿管壁的液体在细管里上升，不润湿管壁的液体在细管里下降的现象称为毛细现象。第22页，课件共42页，创作于2023年2月2.液体润湿管壁完全润湿第23页，课件共42页，创作于2023年2月3.液体不润湿管壁完全不润湿第24页，课件共42页，创作于2023年2月解：两边的竖直玻璃管有压强差所以水面有高度差例：一根U型玻璃管左右内半径分别为R=1.5mm和r=0.50mm，如图所示，试求两管中水面得高度差h？假设水完全润湿管壁第25页，课件共42页，创作于2023年2月例：内半径为r的毛细管注入某种液体,液体完全润湿管壁.管得下端形成一个液滴,其形状可视为半径为R的球面的一部分.求管中液柱长度h？解：向上的附加压强是管中存有液柱的原因第26页，课件共42页，创作于2023年2月三.悬着水和毛细管的气体栓塞现象水沿土壤颗粒间隙形成的毛细管上升，叫毛细管上升水。土壤毛细管中存在的水叫悬着水，其在土壤毛细管中能保持的原因是：1.悬着水第27页，课件共42页，创作于2023年2月例:病人输液；潜水员由深水上浮；植物高温下枯萎。2.毛细管的气体栓塞现象

当毛细管中有很多气泡，则外加几个大气压都不能使液柱移动，形成栓塞,称气体栓塞现象。第28页，课件共42页，创作于2023年2月第四节弯曲液面上方的饱和蒸汽压一.蒸发和凝结

液体变成气体的过程称汽化过程。常温下的汽化过程称蒸发，其逆过程称凝结。非密闭容器密闭容器第29页，课件共42页，创作于2023年2月二.弯曲液面上的饱和蒸汽压1.饱和蒸汽压产生的微观机理凹液面上的饱和蒸汽压小于平液面上的饱和蒸汽压。凸液面上的饱和蒸汽压大于平液面上的饱和蒸汽压。第30页，课件共42页，创作于2023年2月2.饱和蒸汽压(1)凹液面设弯曲液面上的饱和蒸汽压为平液面上的饱和蒸汽压为第31页，课件共42页，创作于2023年2月(2)凸液面第32页，课件共42页，创作于2023年2月蒸气在凸液面上凝结成液滴困难（初始液滴半径小，形成过饱和蒸气）引入凝结核（被水润湿）（液滴半径增大，饱和蒸气压下降）蒸气在凝结核表面凝结形成降雨人工降雨原理第33页，课件共42页，创作于2023年2月暖云（水滴构成）（由于饱和蒸气压不同，小水滴蒸发，蒸汽在大水滴上凝结）水蒸气在大气中聚集形成云冷云（温度<0℃，水滴凝结成冰晶）混合云（水滴和冰晶混合）（水蒸气在冰晶各个角尖凝华）雪花低空中的水蒸气（遇冷）过饱和蒸气露水和雾气大水滴越来越大，最终下落形成降雨第34页，课件共42页，创作于2023年2月第五节渗透压及其作用一.渗透原理1.渗透作用（1）半透膜——半透膜是一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。（2）渗透作用——水分子或者其他溶剂分子通过半透膜由低浓度区域向高浓度区域的扩散作用。半透膜半透膜两侧溶液浓度差第35页，课件共42页，创作于2023年2月有关渗透作用的课件，见附件。第36页，课件共42页，创作于2023年2月讨论1.漏斗管内液面为什么会升高？2.用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？3.清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。第37页，课件共42页，创作于2023年2月2.渗透压（1）渗透压——半透膜两侧溶剂与溶液间的压强差。（2）反渗透第38页，课件共42页，创作于2023年2月（3）范托夫定律将小分子溶质的稀薄溶液中的溶质分子类比理想气体分子。摩尔浓度质量浓度第39页，课件共42页，创作于2023年2月注意：半透膜两侧不同浓度的溶液间也存在渗透作用。低渗溶液——渗透压低高渗溶液——渗透压高溶剂低浓度高浓度水分比例高水分比例低溶剂(水）第40页，课件共42页，创作于2023年2月二.渗透压与植物水分输运1.植物中水分沿导管上升木质部中的导管是可被水润湿的毛细管，直径r=25µm，设水对导管的接触角ɵ=0<树高实际除了毛细现象，渗透作用也对水在植物体内上升起作用根压——导管溶液和土壤水溶液之间的渗透压差。土壤中的水溶液中的水通过根毛，皮层细胞渗透进导管，并使树液沿导管