医用物理学07液体的表面现象30页PPT
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第七章液体的表面现象
θ <—完全润湿
θ
θ > 90°——不润湿 不润湿
θ = 180°——完全不润湿
26
二. 毛细现象
h
27
毛细现象
二. 毛细现象
现象 将毛细管插入液体中， 将毛细管插入液体中，管 中的液面会上升或下降。 中的液面会上升或下降。 原因 润湿与不润湿现象造成了 弯曲液面， 弯曲液面，从而产生了附加压 强，在其作用下液面上升或下 降。
第七章
液体的表面现象
第一节 表面张力和表面能 第二节 弯曲液面的附加压强
1
第一节 表面张力和表面能
一. 液体具有收缩其表面的性质 二. 表面张力 三. 液体表面分子受力及表面能
2
表面张力和表面能
一. 液体具有收缩其表面的性质
荷叶上的水珠、玻璃板上的水银小球、 荷叶上的水珠、玻璃板上的水银小球、滴药管 缓慢流出的液滴都趋于成球形
∑f ≠ 0 p0 - ps = p f ps
p0 f p
∆ f = 2α ∆ l ∆f1 = 2α ∆ l sin ϕ ∆f2 = 2α ∆ l cos ϕ
2πr α f = R f1 2α ps = = S R
2
ϕ R r
∆S
ϕ ∆ f1
∆f ∆ f2
凹液面产生指向液体外部附加压强
18
第二节 弯曲液面的附加压强
单位: 单位 N·m-1 对于一定的液体， 随温度上升而减小. 对于一定的液体，α 随温度上升而减小
l
α 还与杂质成分及浓度有关. 与杂质成分及浓度有关.
5
表面张力和表面能
三. 液体表面分子受力及表面能
表面张力起源于液体分子力 分子力是使固体、 分子力是使固体、液体分子聚集的主要因素 分子力作用半径： 分子力作用半径： 分子力能够发生的作用的 最大分子间距， 最大分子间距，r0 ~ 10-9米 分子力作用球： 分子力作用球： 以分子中心为球心、 以分子中心为球心、以分 子力作用半径为半径所作的球。 子力作用半径为半径所作的球。
θ
θ > 90°——不润湿 不润湿
θ = 180°——完全不润湿
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二. 毛细现象
h
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毛细现象
二. 毛细现象
现象 将毛细管插入液体中， 将毛细管插入液体中，管 中的液面会上升或下降。 中的液面会上升或下降。 原因 润湿与不润湿现象造成了 弯曲液面， 弯曲液面，从而产生了附加压 强，在其作用下液面上升或下 降。
第七章
液体的表面现象
第一节 表面张力和表面能 第二节 弯曲液面的附加压强
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第一节 表面张力和表面能
一. 液体具有收缩其表面的性质 二. 表面张力 三. 液体表面分子受力及表面能
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表面张力和表面能
一. 液体具有收缩其表面的性质
荷叶上的水珠、玻璃板上的水银小球、 荷叶上的水珠、玻璃板上的水银小球、滴药管 缓慢流出的液滴都趋于成球形
∑f ≠ 0 p0 - ps = p f ps
p0 f p
∆ f = 2α ∆ l ∆f1 = 2α ∆ l sin ϕ ∆f2 = 2α ∆ l cos ϕ
2πr α f = R f1 2α ps = = S R
2
ϕ R r
∆S
ϕ ∆ f1
∆f ∆ f2
凹液面产生指向液体外部附加压强
18
第二节 弯曲液面的附加压强
单位: 单位 N·m-1 对于一定的液体， 随温度上升而减小. 对于一定的液体，α 随温度上升而减小
l
α 还与杂质成分及浓度有关. 与杂质成分及浓度有关.
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表面张力和表面能
三. 液体表面分子受力及表面能
表面张力起源于液体分子力 分子力是使固体、 分子力是使固体、液体分子聚集的主要因素 分子力作用半径： 分子力作用半径： 分子力能够发生的作用的 最大分子间距， 最大分子间距，r0 ~ 10-9米 分子力作用球： 分子力作用球： 以分子中心为球心、 以分子中心为球心、以分 子力作用半径为半径所作的球。 子力作用半径为半径所作的球。
医用物理课件：第6章液体的表面现象
空气中水滴 水中气泡
1
1
空气中肥皂 空气中液膜 泡
2
2
第六章 液体的表面现象
第二节 曲面下的附加压强 一、附加压强
1、附加压强P：弯曲液面内外的压强之差。 2、分析方法:液面上取一小液元，它受到：表面张力 ，液面内部压力垂直向外、液面外部压力垂直向内（ 重力可忽略）， 小液元处于静止状态，合力为零。
第六章 液体的表面现象
1、表面张力和表面能 2、曲面下的附加压强 3、毛细现象和气体栓塞 4、表面活性物质与表面吸附
第六章 液体的表面现象
教学基本要求
• 掌握：表面张力、表面张力系数、表面能、 球形弯曲液面的附加压强。
• 理解：功、接触角、毛细现象、表面活性 物质。
• 了解：气体栓塞、表面吸附。
第六章 液体的表面现象
A S
第六章 液体的表面现象
4、表面能与表面张力系数关系
功能原理：功是能转化的量度。
肥皂
F
E A S
膜
改变S表面积所改变的表面能。
5、表面张力系数的三种定义
f (N / m)
L A (J / m2 )
S
单位长度上的表面张力。 改变单位表面积时所作的功。
E ( J / m2 ) 改变单位表面积时所改变的表面能.
引言
“哇……”一声响亮的啼哭，向 世界宣告了一个小生命的诞生。 为什么新生儿要用大声啼哭来 表示他的到来?
护士给病人输液或 打针时为什么要把 皮管或针筒中的气 体挤掉?
第六章 液体的表面现象
一、液体表面和内部的区别
1、液体内部：各向同性
2、液体表面 1）液体与气体的接触界面（自由层）
water
2）液体与固体的接触界面（附着层） 各向异性 3）两种不能混合液体的接触界面
医用物理学--液体的表面现象 ppt课件
表面张力产生的原因，可用分子力加以解释。 (分子间平衡距离: r0=10-10 m)
r < r0
斥力> 引力 斥力= 引力 斥力< 引力 无分子力
r = r0 r >
m’是液内分子； m是液体表面层分子。
m
m
空气 表面层 液体
液体内分子m’的受力分析： 受到的分子作用力的合力为零：fi=0 表面层分子m的受力分析： 受到一个指向液体内部的分子引力作用； 宏观上表面层表现为一个被拉紧的弹性薄膜。
原因：表面层的分子具有更多的势能，当小水 滴融合成大水滴时，表面积减小，更多的分子 向液体内部迁移，因此融合后的表面能比融合 前表面能小
液体的表面张力及表面能
表面张力系数与表面能： d a a′ ΔS l 做功
A f x 2l x
S 2l x
增加的面积 F=2l
液体薄膜 c b △x b′
因为 R1 > R2，所以 P1 < P2 。
对大泡：
4 P P0 1 R1
对小泡：
4 P2 P0 R2
毛细现象
水 水在细玻璃管中水面上升； 水银在细玻璃管中液面下降；
水银
毛细现象
cos h 2 2 gr gR
原因：表面张力及润湿、不润湿。
润湿管壁的液体在细管里升高，不润湿管壁的液体在细管 里下降的现象。
EP A
f f
E p
2 l x S 2l x
表面张力系数的第2定义： 讨论：比表面能的含义
E p S
J / m2
弯曲液面的附加压强
二、弯曲液面的附加压强
平面液面： P液内=P0 空气 水 P0
P液内
液体表面现象分析PPT课件
由于液体分子间距小，分子间相互作用力较大， 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。
1
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第三章 液体的表面现象 （superficies of liquid）
对象：静止液体的表面层
学科：流体力学 ⑴静力学：表面张力…
⑵动力学：流体流动时的力学规律。
(a) 凸液面时，R1和R2 取＋，pS 0； (b) 凹液面时，R1和R2 取－，pS 0
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在弧面取四边形DEFG
S l1 l2 0
f1 l1 f2 l2
垂直方向的分量：
f1' f1 sin1
sin 1
OA1 OC1
l2 2R1
f1'
l1
l2 2R1
S 2R1
已知： 1.8102 N / m, 900kg / m3, r 1.0106 m, m 1.0103kg
求：∆W=？
解：大油滴散布成小油滴时，需作功∆E=∆W=α·∆S，其中
S
4
(nr2
，
R2
n) 为小油滴个数，r为小油滴半径，R为大油滴半径，因油的质量
m不变，则
m 4 R3 n 4 r3
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设想BC边在力F的作用下沿F方向移动了一段距 离∆x，则在此过程中，外力F所作的功为：
A
∆x
B
B'
W F x 2L x S
D
式中∆S=2L·∆x，是BC边移动过程中所增加的液面面积。
f
F
L
C
C'
按照能量守恒及转换定律，在恒温情况下，外力克服分子间引力做功，表面能增加， 外力F所作的功应等于液体表面能的增量。若用△Ep 表示表面能增量，则：
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第三章 液体的表面现象 （superficies of liquid）
对象：静止液体的表面层
学科：流体力学 ⑴静力学：表面张力…
⑵动力学：流体流动时的力学规律。
(a) 凸液面时，R1和R2 取＋，pS 0； (b) 凹液面时，R1和R2 取－，pS 0
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在弧面取四边形DEFG
S l1 l2 0
f1 l1 f2 l2
垂直方向的分量：
f1' f1 sin1
sin 1
OA1 OC1
l2 2R1
f1'
l1
l2 2R1
S 2R1
已知： 1.8102 N / m, 900kg / m3, r 1.0106 m, m 1.0103kg
求：∆W=？
解：大油滴散布成小油滴时，需作功∆E=∆W=α·∆S，其中
S
4
(nr2
，
R2
n) 为小油滴个数，r为小油滴半径，R为大油滴半径，因油的质量
m不变，则
m 4 R3 n 4 r3
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设想BC边在力F的作用下沿F方向移动了一段距 离∆x，则在此过程中，外力F所作的功为：
A
∆x
B
B'
W F x 2L x S
D
式中∆S=2L·∆x，是BC边移动过程中所增加的液面面积。
f
F
L
C
C'
按照能量守恒及转换定律，在恒温情况下，外力克服分子间引力做功，表面能增加， 外力F所作的功应等于液体表面能的增量。若用△Ep 表示表面能增量，则：
《液体的表面性质》课件
称不润湿。润湿与不润湿取决于液体和固体的性质以及温度等因素。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ03
吸附与解吸
在某些情况下，气体分子会吸附在液体表面上，这种现象称为吸附；当
气体分子离开液体表面时，则称为解吸。吸附和解吸在气体分离、化学
反应等领域有重要应用。
06
总结与展望
总结液体的表面性质及其应用
液体表面张力的定义
表面张力在日常生活中的应用
液体表面张力的大小与液体的微观结构有 关，如分子间的相互作用力和分子排列等 。
对未来研究的展望
探索新型表面活性剂
随着科技的发展，人们正在不断探索新型的表面活性剂，以提高液体 的表面性质，并应用于更多的领域。
表面张力与其他物理现象的关系
进一步研究液体表面张力与其他物理现象之间的关系，如毛细现象、 润湿性等，有助于更深入地理解液体的表面性质。
毛细现象
由于表面张力的作用，当细管中的液体受到外部压力时，液体会沿 着细管上升或下降，形成毛细现象。
液体表面的化学性质
01
表面活性剂的作用
表面活性剂是一种能够显著降低液体表面张力的物质。它在许多领域都
有广泛应用，如洗涤、化妆品、制药等。
02
润湿与不润湿
当液体与固体接触时，如果液体会在固体表面上展开，则称润湿；否则
02
液体表面张力的概念
表面张力定义
表面张力是指液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的 张力。
表面张力是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张 力，通俗来讲，它就是液体表面分子相互吸引形成的力。
表面张力的大小与液体的种类、温度、纯度和所接触的介质有关。
液体表面现象的普遍性
《液体表面现象》课件
液体表面现象的分类
总结词
对液体表面现象进行分类和解释。
详细描述
液体表面现象可以分为静态和动态两类。静态现象主要包括表面张力和润湿现象 ，而动态现象则包括液体在固体表面的铺展、液滴的形成与破碎等。
液体表面现象的应用
总结词
列举液体表面现象在生活和工业中的 应用。
详细描述
液体表面现象在生活和工业中有着广 泛的应用，如防水、防雾、化妆品、 生物医学等领域。同时，在能源、环 境、微电子等领域，液体表面现象也 有着重要的应用价值。
表面活性剂的应用
表面活性剂在工业生产和日常生 活中有着广泛的应用，如洗涤剂 、化妆品、农药、食品、医药等
领域。
表面活性剂能够降低溶液的表面 张力，提高溶液的渗透性和润湿 性，有助于提高生产效率和产品
质量。
在医药领域，表面活性剂可以作 为药物载体和药物释放剂，有助 于提高药物的疗效和降低副作用
。
感谢观看
表面活性剂分子通常具有不对称的结 构，一端为亲水基团，另一端为疏水 基团，这种结构使得表面活性剂分子 能够定向排列在液体表面。
表面活性剂的分类
01
根据疏水基团的性质，表面活性 剂可以分为阳离子型、阴离子型 、非离子型和两性型等。
02
根据亲水基团的性质，表面活性 剂可以分为羧酸盐型、硫酸盐型 、季铵盐型等。
如荷叶效应、不粘锅等。
03
应用三
表面张力与毛细现象。浸润与不浸润现象与表面张力和毛细现象密切相
关，在自然界和工程领域中有广泛的应用，如植物叶片的蒸腾作用、毛
细血管的血液流动等。
05
表面活性剂
表面活性剂的定义
表面活性剂是一种能够降低液体表面 张力的物质，具有亲水基团和疏水基 团，能够在液体表面形成单分子膜。