液体的表面张力11218ppt课件

1、选择，第一章流体力学，基本概念流体：具有流动性的液体和气体；基本内容了解流体静力学流体力学、1.2液体的表面现象、液体表面张力的微观本质；掌握表面张力系数的两个定义。掌握曲线曲面的附加压力和计算。掌握毛细管现象的主lun公式。选择，选择，选择，选择，树叶：疏水，不吸收的表面，总是没有灰尘斑点。莲花效果，选择，选择，选择，水的聪明：1，不刮水面，也不弄湿自己的腿。2，它能在水面上滑行100倍于每秒的身体长度的距离。这相当于一个身高1.8米的人以每小时400英里的速度游泳。选择，问题1:为什么小泡泡和小泡泡总是球形的，不是其他几何体(如立方体、多边形等)？问题2:水在玻璃管上呈凹面水平(满月面)，

2、水银在血压计等玻璃管上呈凸面水平，为什么？问题3:为什么不允许肌肉注射、注射、输血时气泡进入？液体的性质与微结构有关，液体有一定的体积，不易压缩。液体分子间的间距比气体小一级，10-10米的分子排列紧密，分子间的作用力大，热运动类似固体，主要在平衡位置附近进行小震动。液体没有一定的形状，有流动性。这是一种短程秩序，在很小的范围内，在短时间内保持一定的规律性，因为液体分子振动的平衡位置不固定。概述液体分子的间距小，分子之间的相互作用力大，因此液体与气体、固体接触时，在接头处分子力的作用导致了一系列特殊现象，即液体表面现象。选择，表面张力现象，为什么水面上的小昆虫能在水面上行走而不沉入水中呢？牛奶

3、掉在碟子上的瞬间，溅出的情况是球形的，碟子上的牛奶几乎呈现出完美的球形？表面张力的示范实验(1)，圆形金属框架上沾有肥皂泡沫，通过薄膜表面的面线圈内部的膜，线圈就会被液体的表面张力拉圆；表面张力的示范实验(2)，橄榄油水滴悬浮在相同密度的水和酒精的混合液体中，由于表面张力的作用，油滴形成了完美的球体。1.2节液体的表面张力，1，表面张力，1。现象：说明：具有仅存在于液体表面的收缩力效果。(2)。液体水平等于硬弹性薄膜。(1)液体表面趋于最小收缩。2 .表面张力，(1)表面层：液体与气体相交时，厚度是一层液体，等于分子的有效作用距离(=10-8米)。(2)表面张力：液体的表面层具有宏观张力，可以

4、将液体水平尽可能减小到最小。分子力观点：表面张力是因为液体表面层的分子间相互作用与液体内部分子不同。分子作用球(约10-8米):从液体内部的p点取分子a，以a为中心，以分子活动距离为半径的球，称为分子作用球。球外分子对a没有作用力，球内分子对a对称分布，合力为零。(3)表面张力产生的微观本质，分子力：液体内部分子间相互吸引，无视斥力；选定的，分子间的重力作用和斥力，位置平衡，斥力是主效应，重力是主效应，r分子有效作用半径分力是短距离力！在表面层的q，r，s点取一些分子，其分子作用球体的一部分在液体外部，空气的密度小于水，破坏了施加在表面层分子上的力的球对称；垂直于表面，指向液体内部，因此表面层

5、的分子与液体内部的分子不同，指向液体内部的合力f离表面越近，得到的f就越大。在f作用下，液体表面的分子倾向于被拉向液体内部。从宏观角度看，液体表面倾向于收缩。，某些系统的势能越小越稳定，表面层的分子越倾向于尽可能地挤压到液体内部。也就是说，液体水平趋于收缩，液体水平处于紧张状态，宏观上出现液体的表面张力。体积恒定，球体的表面积最小。从能量的角度来看，将分子从液体内部移动到表面层需要克服f操作；外力作用时，分子势能增加。也就是说，表面层内分子的势能大于液体内部分子的势能，表面层是高势能区域；表面层内个别分子势能增量的总和称为液体的表面能量，用e表示。假设在液体水平上绘制直线段，使液体水平在段的两

6、侧趋于收缩。也就是说，存在表面张力，此力与液体水平相切，垂直于直线段，分别用f和f表示。这就是一对作用力和反作用力，F=-F。(4)。表面张力系数(定义1)，表面张力系数，表示液体表面单位长度的直线段的表面张力，单位：N/m。线段的每个点都有表面张力，因此线段越长，连接力越大。如果将线段长度设定为l，则F=l。如图所示，线框具有液膜，表面张力系数为AB边无摩擦，匀速，x向等温右侧移动，添加到AB边的力为F=2l。在此过程中，外力f执行的操作为：其中S=2lx是在AB向右移动期间液体水平区域的增量。外力克服了分子间的重力，液体表面能量增加，使用e表示表面能量增加：表面张力系数在数值上增加单位液体

7、表面积时，增加外力所做的工作或单位液体表面积时，增加高于表面能量的表面能量。(5)。表面张力系数和表面能量增加(定义2)，选择(例如1-5: p31)半径为r的小水滴熔合到半径为r的大水滴中时释放的能量。水的表面张力系数在此过程中保持不变，并假定水滴是球形的。标记：小水滴融合成大水滴时释放能量；相反，大水滴分散成很多小水滴时，吸收外部能量；例如：静电喷雾，选择，补充案例：水和油边界的表面张力系数1810-3N/m，M=1.010-3kg的油从水中扩散到半径r10-6m的油滴需要多少工作？分散过程可视为等温线，油的密度为0.9103kg/m3；与液体的特性有关：不同的液体，不同的值；密度小、挥发

8、性强的液体价格小。醇和醚的值小，金属熔化后的值大。与相邻物质的化学性质相关：同一液体与其他物质结合，值不同。温度相关：温度升高时，值降低。液体沸腾时，表面张力系数为0。(P31表1-4)关于液体中的杂质：在液体中添加杂质会使液体的表面张力系数发生重大变化，或增加其值。有些会降低其值。降低值的物质称为表面活性物质。iii .影响表面张力系数的因素，选择，选择，表面活性物质广泛应用于农药、医药、冶金、石油、民用清洁、食品和其他领域。肥皂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。一般来说，酒精、酸、醛、酮等有机物质大多是表面活性物质。表面活性物质显着增加水溶液

9、中不溶于水或略有溶解的有机物的溶解度，这种现象称为增溶(或溶解作用)。可用性效应广泛应用于工业、农业、日常生活等领域。制造农药时，为了使不溶于水的药物成为乳浊液，添加了抗相剂，提高了药效。此外，为了确保喷洒在作物叶片上的农药适当扩散，稀释的农药中经常添加表面活性物质皂苷、皂苷粉末和肥皂水。但是对酶结构的杀虫力因肥皂水而水解药物。近年来，为了克服酯酮药物水解的缺点，经常使用阴离子表面活性物质(农用牛奶500)和非离子表面活性物质(如宁牛奶0204)。为了提高冶金行业中熔化金属的结晶速度，在金属中添加表面活性物质，降低表面张力系数。当钢水结晶中硼含量不同时，表面张力计值发生变化。选择，弯曲1.2.

10、3液体水平的附加压力，在自然界的很多情况下，液体水平弯曲，液体，水的气泡，肥皂泡，复盖在人类肺泡内壁的粘液层等，它们的液体水平弯曲。某些曲线级别是凸面级别，例如水滴。某些曲线级别是凹面级别，例如水的泡沫。曲线液面内外存在压力差，称为附加压力，用PS表示。额外压力是由于表面张力存在而产生的。选择，静止流体压力的特点是静止液体的所有点等于所有方向的压力；液体内部等高点的压力相同，液体表面的压力等于大气压力；高度差为h的两点，压差为GH，液体水平的压力越大；2:额外压力的发生，液体表面上的小区域s，表面张力沿水平方向，s平衡，边界表面张力相互抵消，s内外压力相等：PB=PA，1。平面，2 .液体表面

11、弯曲，1)凸面，图s周围的表面张力沿切线方向，同时指向液体表面内部，s在液体中牢牢挤压，液体看起来是一个附加压力PS，力平衡条件，液体表面下的压力：PS是正数。附加压力大于液体内部压力。2)凹下的液体水平，图s周围表面张力的合力指向外部，则s看起来被拉下，液体水平内部压力小于外部压力，液体水平以下压力为：简单地说：附加压力使曲线级内外压力恒定，与液体级曲率中心方向相同的压力大于其他方面，所有曲线级对液体产生附加压力。附加压力方向恒定的手指指向曲线曲面的曲率中心。3，球形液体水平的附加压力-表面张力系数为r的球形水滴的拉普拉斯公式，凸面液体水平的液滴表面层内部和外部压力为：液体表面上的小型球形冠

12、状液体元素，球形冠状边缘线l上表面张力f的球状表面的切线方向。因为冠很小，所以重力被忽略了。力分析：表面张力F，选择，在球形路拱边上的导线元素l，相应的表面张力F .沿边线的一周，F/相互抵消与球形半径r成反比的球形表面上的附加压力与力平衡：球形表面上的附加压力与表面张力系数成正比。适用于所有液体标高：球体、半球、凹凸面、r是液体标高处的曲率半径；半径越小，附加压力越大。半径越大，附加压力越小。半径无限时，附加压力等于零，这就是水平液体水平的情况。掌握！拉普拉斯公式，4。球形液泡的内部和外部压力差，例如，球形液泡薄，因此具有内部和外部表面，内部和外部膜半径几乎相同，a、b、c三点压力分别设定为

13、PA、PB、PC:液泡内部压力比液泡外部压力强，与半径成反比。大气压也越小，液泡半径越大，内外压力差越大。选择，补充：向装有活塞的三向玻璃管吹气，两端各挂着大小不同的肥皂泡，旋转活塞使两个气泡连接，观察气泡的变化吗？我发现小泡泡越来越小，大泡泡越来越大。这是包裹的附加压力大于大泡沫的附加压力的原因。选择，2。r越小，附加压力越大，肺泡大小就越不均匀。肺泡结合，表面积减少，表面张力系数均匀，选择，3，表面张力对呼吸的影响，(1)表面张力是肺泡收缩，气体排放的主要动力。与气胸相似的过大：肺泡扩张。太小，肺泡萎缩，呼吸困难，类似肺气肿。肺里有数十亿个肺泡，平均直径250米的小气囊通过呼吸系统与大气连

14、接。正常的成年人由于呼吸，肺泡平均每天收缩和膨胀约15000次。肺泡之间有充满血液的毛细血管，空气中的氧气和血液中的二氧化碳在这里交换。选择，(2)表面活性物质对附加压力的调节，确保肺泡的正常功能使用。肺泡表面活性剂的生理意义：(1)减少肺泡表面张力。(2)增加肺的顺应性。(3)保持肺泡体积的相对稳定性。(4)防止肺不张；(5)肺气肿的预防。肺泡表面活性剂缺乏导致：肺泡表面张力增加，肺泡破裂肺泡萎缩，原发性呼吸困难综合征等，精选，补充病例3，温度为20时，一滴内压力为外部压力的2倍，求出水滴半径。大气压Po1.013105Pa，20时将水的表面张力系数设置为72.810-3Nm，选择，补充示例4将水注入内部半径为r0.3mm的薄玻璃管，一些水在管底部形成凸起的水平，半径为3mm，管凹表面的曲率半径等于毛细管的内部半径。找到挂在管子上的水的长度h。水的表面张力系数7310-3纳米，选择，1.2.4润湿和不润湿毛细管现象，润