液体的表面现象ppt课件.ppt

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1、第四节液体的表面现象一、表面能和表面张力二、弯曲液面的附加压强三、毛细现象四、气体栓塞五、表面活性物质在肺呼吸中的作用1表面层：液体和气体接触的薄层。附着层：液体和固体接触的薄层。液体的表面有收缩成面积最小的趋势。液体的表面张力：液体表面就像张紧的薄膜，处处存在着张力，是分子引力作用的结果。一、表面能和表面张力2以分子为球心，引力有效距离r为半径做一个球，称为分子作用球。3将分子从液体内部移到表面层要克服引力做功，致使的表面层分子势能增加。表面能：表面层所有分子势能总和。表面能与表面积成正比。稳定状态能量最低，所以液体系统的表面积应尽可能的小，所

2、以有收缩的趋势，表面张力就是收缩趋势的表现。1.表面能4表面张力：液体表面收缩的力。表面张力系数2.表面张力5外力做的功为：表面能：增加液体单位表面积所做的功。液膜的面积增大，使得表面能相应增大ΔE：6例：在等温条件下将一半径为r0=0.5cm的大水滴分裂成若干个半径为r=0.1cm的小水滴，求所须做的功。（水的表面张力系数是7×10-2N/m）解：设可以分成n个小水滴，则有：n个水滴的总表面积：大水滴的表面积：外力所须做的功：7第四节液体的表面现象一、表面能和表面张力二、弯曲液面的附加压强三、毛细现象四、气体栓塞五、表面活性物质在肺呼吸中的作用

3、81.润湿和不润湿接触角大于900为不润湿，附着力越小，接触角越大，＝1800时为完全不润湿。接触角小于900为润湿，附着力越大，接触角越小，＝00时为完全浸润。内聚力＜附着力液体与固体的界面有尽量扩大的趋势，固体上的液滴将展开成薄膜。固体被润湿内聚力＞附着力液体与固体的界面有尽量缩小的趋势，固体上的液滴呈球形。固体不被润湿92、弯曲液面的附加压强P=P0P=P0+PsP+Ps=P0附加压强：因弯曲液面表面张力而产生的压强Ps称为附加压强，其值等于弯曲液面的内外压强差,方向指向凹面。10弯曲液面上取一小面积ΔS，液面半径为R，其周界是半径为r的圆

4、，作用在一小段周界ΔL上的张力为Δf由于对称性水平方向的合力为：Fx＝011竖直方向各处的分力都相同，表面张力的总和为：表明：弯曲液面的附加压强与张力系数成正比，与球面半径成反比，方向指向球心。12由图可知球形液面的压强：PC>PB>PA1314第四节液体的表面现象一、表面能和表面张力二、弯曲液面的附加压强三、毛细现象四、气体栓塞五、表面活性物质在肺呼吸中的作用15毛细现象：将内径很小的毛细管插入液体中，液体润湿管壁时，管内液面上升，不润湿时则下降。液面上升的情况：凹面下的压强低于液面外的大气压强。设接触面为圆弧三、毛细现象16此压强差使管内液面

5、上升由图可得:压强差上式说明：毛细管中液面上升的高度与表面张力系数成正比，而与毛细管的内径成反比。所以管越细，液面上升越高。17对于不浸润的管壁，毛细管内的液面是凸的，液面内的压强高于液面外的压强，管内的液面将下降至管外的液面之下，其高度差也可用上式计算，此时的接触角，故所得的高度为负值，表示管内液面下降。毛细现象对于植物的吸收和水分的运输，动物血液在毛细血管中的流通和气体栓赛现象都起着很重要的作用。生活中的灯芯吸油，棉布纤维吸水染色等。18例：一U形玻璃管，两管内直径分别为0.5mm和1.0mm。如图，将它倒插入盛水容器中，管中气压随其体积的减

6、小而增大。当插到一直管内外水面同样高时，求另一支管内水柱的高度。（水的＝75×10-3N/m）解：由于水和玻璃完全润湿，接触角θ＝0细管半径为r1,水面下的压强粗管半径为r2,水面下的压强：1920第四节液体的表面现象一、表面能和表面张力二、弯曲液面的附加压强三、毛细现象四、气体栓塞五、表面活性物质在肺呼吸中的作用21四、气体栓塞液体在细管中流动时，如果管中有气泡，液体的流动将受阻，气泡多时可发生阻塞，这种现象称为气体栓塞。22图2中，在液体的左端增加压强泡内气体压强在数值上等于即气泡两端曲率改变产生的压强差与两端液体的压强差大小相等方向相反，液

7、柱不会向右移动，只有当超过某一临界值时，气泡才能移到。图1中，时气泡两侧的压强相等，两端液面形成同样的凹弯月面，产生的附加压强大小相等，方向相反，液柱不流动。23若管中有n个气泡，只有当时，液体才能带着气泡流动，24第四节液体的表面现象一、表面能和表面张力二、弯曲液面的附加压强三、毛细现象四、气体栓塞五、表面活性物质在肺呼吸中的作用251.表面活性物质凡是可以降低液体表面张力系数的物质称为液体的表面活性物质。如：对水来说，肥皂、胆盐、蛋黄素、磷脂、樟脑及某些有机物等。凡是可以提高液体表面张力系数的物质称为液体的表面非活性物质。如：对水来说，糖类、

8、氯化钠和某些无机盐等。五、表面活性物质在肺呼吸中的作用26液体（溶剂）中加入表面活性物质后，由于溶剂分子之间的引力大于溶质与溶剂分子之间