对“附着层”内外分子的受力分析

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液体表面张力与液体表面现象

液体表面张力与液体表面现象

液体的表面张力与液体的表面现象在日常生活中,只要你稍加留意,就会观察到许多与液体表面张力有关的现象。

如草叶上晶莹剔透的露珠,荷叶上滚动着的小水滴,玻璃板上的小水银滴等,它们为什么都是球形或近似球形?这就是因为液体表面张力的作用结果。

当用细管吹出一个个五彩缤纷的肥皂泡时,在泡膜的表面上就布满了液体表面张力。

用数学可以证明,在体积相同的各种形状的几何体中,球体的表面积最小。

正是由于表面张力的作用,才会出现露珠、小水银滴等都收缩为球形的现象。

你若有机会观察护士给病人输液,你会看到在输液之前,护士总是要把输液管中的空气泡排除干净。

不然的话,若让那些气泡混入人体血管中,在表面张力的作用下,气泡将会阻碍血液的正常流动。

下面就来分析一下液体的表面张力,以及液体表面现象发生的原因。

1 表面张力的成因、大小和方向表面张力就是促使液体表面收缩的力。

液体与气体的交界面(属于液体薄层),称为表面层。

在表面层中,液体分子因受到液体内部分子的引力,而有一部分会被拉入液体内,致使表面层液体分子密度小于液内分子密度。

表面层中液体分子的这种布局,使得液体表面层就像一张“绷紧”的橡皮膜,而具有收缩趋势。

表面层一直处在具有收缩趋势的表面张力作用之下。

这里应指出,液体表面张力与橡皮膜张力在本质上是不同的。

橡皮膜的分子间距会随着膜面积的增大而增大。

而液体表面张力却不受面积变化的影响,当液体表面层面积增大时,液内分子会自动进入液面来补充,从而维持液面内分子间距不变。

可以用一个很简单的实验,来可说明表面张力的存在。

取一段铜丝制成一个直径约cm ~85的圆环,在环上跨系一根细红线(用红线易于观察)。

将环浸入洗洁精溶液再取出,环上蒙了一层液膜,这时用粉笔头轻触线一侧的液膜,原来自由弯曲的红线则立即被液膜拉向另一侧,成为一段张紧的弧线。

实验表明,液体表面具有收缩到最小面积的趋势。

同时它还表明,表面张力的方向垂直于任一周界线且与液面相切。

理论和实验表明,表面张力的大小,可用如下公式表示:⎩⎨⎧==)(2)(双表面层单表面层L F L F αα上式中,α称为表面张力系数。

表面张力及其实验探讨

表面张力及其实验探讨

液体表面张力及实验探讨摘要:日常生活中人们对表面张力的概念很少提及,但有关表面张力的现象却是很常见的。

本文在研读文献的基础上,从分子力的角度对表面张力的概念进行了阐释,然后分析了影响表面张力大小的因素。

在一些现象中人们通常会将表面张力与浮力相混淆,本文设计了三个简便易行的实验,通过实验现象的观察及分析,说明表面张力和浮力的不同作用。

最后,由于表面张力在人体的呼吸过程中起着重要作用,本文在研读文献的基础上给与归纳、描述,并且从表面张力的角度分析了人体在高烧的时候,呼吸加快的原因。

本文意在通过简洁的论述和图示,让人们了解表面张力及其在生活中的应用。

关键词:表面张力;浮力;呼吸过程一、问题的提出日常生活中人们对表面张力的概念很少提及,但有关表面张力的现象却是很常见的。

如:日常生活中人们见到的液滴往往呈球形,是液滴表面张力作用的结果。

下雨天人们使用的雨伞是布面的,有微小的缝隙却不漏雨,是雨水表面张力作用的结果。

在人体每时每刻的呼吸中,表面张力同样起着非常重要的作用:表面张力使大小不同的肺泡保持一定的形状,不会使大肺泡因扩大而爆裂,也不会使小肺泡因缩小而萎陷;表面张力的这种变化是肺泡表面活性物质所起到的调节作用。

用纯水很难吹出泡泡,然而往水中加入一些表面活性物质,就可以很容易的吹出又大又圆的泡泡了。

同样,往洗涤剂中加入表面活性物质,不仅可以使洗涤剂更好的溶于水,还可以增强衣物的浸湿效果,更有效的去除污迹。

可以说表面张力与人们的日常生活形影不离,要很好的利用表面张力,就要了解表面张力的含义。

二、表面张力的概念(一)相关概念1.分子力物质是由分子构成的,分子间的相互作用,叫做分子力。

如图(1)所示,当分子之间的距离等于10-10m时,分子间的引力等于斥力,对外不显示力的作用,因此10-10m叫做分子的平衡距离,用r0表示。

当分子间的距离小于平衡距离时,分子力表现为斥力;当分子间的距离大于平衡距离时,分子力表现为引力。

人教版高中物理选修3-3教学案:第九章 第1、2节 固体、液体含答案

人教版高中物理选修3-3教学案:第九章 第1、2节 固体、液体含答案

第1、2节固体__液体1.沿各个方向的物理性质不同的现象叫各向异性,沿各个方向的物理性质都一样,叫各向同性,单晶体是各向异性的,多晶体、非晶体是各向同性的。

2.液体的微观结构:分子之间距离很小,分子间作用力比固体分子间作用力小。

3.表面张力:由于液体表面层分子间比较稀疏,分子间的作用力表现为相互吸引力,使液体表面绷紧。

4.一种液体润湿并附着在固体表面上的现象叫浸润;一种液体不会润湿某种固体,不会附着在固体表面上的现象叫不浸润。

一、晶体和非晶体1.固体分类固体可分为晶体、非晶体两类。

2.晶体与非晶体的比较宏观外形物理性质晶体单晶体有天然规则的形状(1)有确定的熔点(2)导热、导电、光学性质表现为各向异性(1)有确定的熔点多晶体没有确定的形状(2)导热、导电、光学性质表现为各向同性(1)没有确定的熔点非晶体没有确定的形状(2)导电、导热、光学性质表现为各向同性3.晶体的微观结构(1)规则性:单晶体的原子(分子、离子)都是按照各自的规则排列,具有空间上的周期性。

(2)变化或转化:在不同条件下,同种物质的微粒按照不同规则在空间排列,可以生成不同的晶体,例如石墨和金刚石。

有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体,例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。

二、液体的微观结构及表面张力1.液体的微观结构(1)分子距离:液体分子之间的距离比气体分子间距小得多,比固体分子之间距离略大。

(2)流动性:液体没有固定的形状,而且液体能够流动。

(3)分子力:液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要小。

2.液体的表面张力(1)表面层:液体与气体接触的表面形成的薄层。

(2)表面张力:使液体的表面绷紧的力或说促使液体表面收缩的力。

三、浸润和不浸润现象及毛细现象1.浸润:一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。

2.不浸润:一种液体不会润湿某种固体不会附着在固体表面上的现象。

3.毛细现象:浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象。

【创新设计】2021-2022学年高二物理人教版选修3-3学案:第九章 第2讲 液体

【创新设计】2021-2022学年高二物理人教版选修3-3学案:第九章 第2讲 液体

第2讲液体[目标定位] 1.了解液体表面张力现象.2.能解释液体表面张力产生的缘由.3.了解液体的微观结构,了解浸润和不浸润现象.4.知道液晶的特点及其应用.一、液体的微观结构和表面张力1.液体分子之间的距离很小,不易被压缩.2.液体分子的热运动虽然与固体分子类似,但无长期固定的平衡位置,可在液体中移动,因而显示出流淌性,且集中比固体快.3.在液体内部,分子间距离在r0左右,在表面层,分子比较稀疏,分子间距大于r0,因此分子间的作用表现为相互吸引.液面各部分间的相互吸引力叫做表面张力.二、浸润和不浸润及毛细现象1.浸润:一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上.这种现象叫做浸润.2.不浸润:一种液体不会润湿某种固体也就不会附着在固体上.这种现象叫做不浸润.3.浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,称为毛细现象.4.试验和理论分析都表明,对于肯定的液体和肯定材质的管壁,管的内径越细,液体所能达到的高度越高.三、液晶1.液晶的概念:像液体一样具有流淌性,其光学性质与某些晶体相像,具有各向异性的有机化合物,称为液晶.2.液晶分子的微观结构某个方向分子排列整齐有规章,另一方向分子排列杂乱无章.3.液晶的用途液晶可以用作显示元件,在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要应用.一、液体的微观结构及表面张力1.液体的微观结构与宏观特性:液体中的分子密集排列在一起,所以液体具有肯定的体积.液体之间的分子作用力比固体分子间的作用力要小,所以液体没有固定的外形,具有流淌性.分子的移动比固体分子简洁,所以集中比固体要快.2.液体表面张力的成因分析:(1)由于蒸发觉象,液体表面分子分布比内部分子稀疏,因而分子力表现为引力.(2)表面层分子之间的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)表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线,如图1所示.图13.表面张力及其作用:(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势,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.例如,吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响,往往呈扁球形,在完全失重条件下才呈球形).(2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、温度有关.例1下列叙述中正确的是()A.液体表面张力随温度上升而增大B.液体尽可能在收缩它们的表面积C.液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能D.液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些答案BC解析液体的表面层由于和气体接触,与内部状况不同,表面层分子的分布要比内部稀疏,分子间就表现为引力,宏观上即表面张力,这样液体表面就有收缩到最小的趋势.随温度的上升,表面层分子距离要增大,引力作用随之减小,所以表面张力要减小.而在液体内,分子间的引力基本等于斥力,即r=r0,分子势能最小,在表面层r>r0,所以分子势能比液体内部的分子势能大.借题发挥表面层液体分子间距离大于r0,升温时,表面层分子距离增大,要克服分子引力做功,故液体分子势能增大,而由分子间作用的特点可知表面张力将随分子间距的增大而减小.针对训练下列关于液体表面张力的说法中正确的是()A.表面张力的作用是使液体表面伸张B.表面张力的作用是使液体表面绷紧C.有些小昆虫能在水面上自由行走,这是由于水的表面张力的原因D.用滴管滴液滴,滴的液滴总近似成球形,这是由于表面张力的原因答案BCD解析表面张力的作用效果是使液体表面绷紧,由于表面张力,使小昆虫站在液面上;由于表面张力使液滴收缩成球形.故正确答案为B、C、D.二、浸润和不浸润及毛细现象成因分析1.附着层内分子受力状况液体和固体接触时,附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外,还受到固体分子的吸引.2.浸润的成因当固体分子吸引力大于液体内部分子力时,这时表现为液体浸润固体.3.不浸润的成因当固体分子吸引力小于液体内部分子力时,这时表现为液体不浸润固体.4.毛细现象(1)两种表现:浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降.(2)产生缘由:毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系.如图2所示,甲是浸润状况,此时管内液面呈凹形,由于水的表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,因而管内液面(b)要比管外(a)高;乙是不浸润状况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到一向下的力,因而管内液面(d)比管外(c)低.图2温馨提示同一种固体,对于有些液体浸润,有些液体不浸润;同一种液体,对一些固体是浸润的,对另一些固体是不浸润的.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.例2将不同材料制成的甲、乙细管插入相同的液体中,甲管内液面比管外液面低,乙管内液面比管外液面高,则()A.液体对甲材料是浸润的B.液体对乙材料是浸润的C.甲管中发生的不是毛细现象,而乙管中发生的是毛细现象D.若甲、乙两管的内径变小,则甲管内液面更低,乙管内液面更高答案BD解析液体对固体浸润的状况下,在附着层分子的排斥力和表面层分子的吸引力的共同作用下,液面将上升,所以A错,B对;毛细现象是指浸润液体在细管中上升,以及不浸润液体在细管中下降的现象,所以C错;在液体和毛细管材料肯定的状况下,管越细毛细现象越明显,所以D对.借题发挥浸润是固体分子对液体分子的引力大于液体分子之间的引力,使附着层内分子的分布比液体内部更密,使液体跟固体的接触面有扩大的趋势.不浸润是固体分子对液体分子的引力小于液体分子之间的引力,使附着层内分子的分布比液体内部更稀疏,由于表面张力使液体跟固体的接触面有收缩的趋势.毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润的液体在细管中下降的现象.例3附着层里的液体分子比液体内部稀疏的缘由是()A.附着层里液体分子间的斥力强B.附着层里液体分子间的引力强C.固体分子对附着层里的液体分子的吸引,比液体内部分子的吸引弱D.固体分子对附着层里的液体分子的吸引,比液体内部分子的吸引强答案C解析三、液晶1.液晶某些化合物像液体一样具有流淌性,而其光学性质与某些晶体相像,具有各向异性,于是取名液晶.2.液晶的特点位置无序使它像液体,而排列有序使它像晶体,所以液晶是有晶体结构的液体.3.液晶分子的排列特点从某个方向上看液晶分子排列比较整齐,但从另一个方向看,液晶分子的排列是杂乱无章的.4.液晶的应用(1)液晶显示器:用于电子手表、电子计算器、电脑等.(2)利用温度转变时液晶颜色会发生转变的性质来探测温度.(3)液晶在电子工业、航空工业、生物医学等领域有广泛应用.例4下列关于液晶的说法中正确的是()A.液晶是液体和晶体的混合物B.液晶分子在特定方向排列比较整齐C.电子手表中的液晶在外加电压的影响下,能够发光D.全部物质在肯定条件下都能成为液晶答案B解析液晶是某些特殊的有机化合物,在某些方向上分子排列规章,某些方向上杂乱,液晶本身不能发光,所以选项A、C、D错,选项B正确.借题发挥(1)液晶是既有流淌性和连续性,又具有各向异性的流体.(2)向外型液晶在外加电压下会由透亮变为不透亮,但液晶本身不会发光.液体的表面张力1.下列关于液体表面张力的说法中,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缘由D.表面张力使液体表面有收缩到最小面积的趋势答案BD浸润和不浸润及毛细现象2.关于浸润和不浸润及毛细现象,下列说法中正确的是()A.水银是浸润液体,水是不浸润液体B.在内径小的容器里,假如液体能浸润容器壁,则液面成凹形,且液体在容器内上升C.假如固体分子对液体分子的引力较弱,就会形成浸润现象D.在人造卫星中,由于一切物体都处于完全失重状态,所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时,必需用盖子盖紧,否则容器中液体肯定会沿器壁流散答案BD解析液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体共同打算的,A错;假如液体浸润容器壁就会形成凹面,且液体在容器中上升,B对;假如固体分子对液体表面层分子的引力大于液体内部分子的引力,附着层内的分子较密,分子力表现为斥力,会看到液体的浸润现象,C错;在处于完全失重状态的人造卫星上,假如液体浸润器壁,液体和器壁的附着层就会扩张,沿着器壁流散,故必需盖紧,D正确.3.用内径很小的玻璃管做成的水银气压计,其读数比实际气压()A.偏大B.偏小C.相同D.无法解释答案B解析由于水银不浸润玻璃,所以玻璃管中的水银呈凸形;由于玻璃管很细,会发生毛细现象,使水银柱下降,所以气压计的读数应比实际气压偏小,选项B正确.液晶及微观解释4.关于液晶分子的排列,下列说法正确的是()A.液晶分子在特定方向排列整齐B.液晶分子的排列不稳定,外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化C.液晶分子的排列整齐而稳定D.液晶的物理性质稳定答案AB解析液晶分子的排列是不稳定的,外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化,从而转变其某些性质,例如:温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异性等,都可以转变液晶的光学性质,即物理性质,故A、B正确.(时间:60分钟)题组一液体及液体表面张力1.下列关于液体的说法中正确的是()A.非晶体的结构跟液体格外类似,可以看做是粘滞性极大的液体B.液体的物理性质一般表现为各向同性C.液体的密度总是小于固体的密度D.全部的金属在常温下都是固体答案AB解析由液体的微观结构知A、B正确;有些液体的密度大于固体的密度,例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度,故C错;金属汞在常温下就是液体,故D错.2.液体表面张力产生的缘由是()A.液体表面层分子较紧密,分子间引力大于引力B.液体表面层分子较紧密,分子间引力大于斥力C.液体表面层分子较稀疏,分子间引力大于斥力D.液体表面层分子较稀疏,分子间斥力大于引力答案C解析液体表面层内分子比内部稀疏.液体表面层内分子间的相互作用表现为引力,即分子间的引力比斥力大,故正确答案为C.3.关于液体的表面张力,下列说法正确的是()A.表面张力是液体内部分子间的相互作用力B.液体表面层分子的分布比内部稀疏,分子力表现为引力C.不论是水还是水银,表面张力都会使表面收缩D.表面张力的方向与液面垂直答案BC解析液体表面层内分子较液体内部稀疏,故分子力表现为引力,表面张力的作用使液面具有收缩的趋势,其方向沿液面的切线方向与分界线垂直.表面张力是液体表面分子间的作用力.故B、C正确,A、D错误.4.下列现象中,由于液体的表面张力而引起的是()A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用B.小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果C.缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果D.喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果答案AD解析认真观看可以发觉,小昆虫在水面上站定或行进过程中,其脚部位置比四周水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中,就像踩在柔韧性格外好的膜上一样,因此,这是液体的表面张力在起作用,浮在水面上的缝衣针与小昆虫状况一样,故A选项正确,C选项错误;小木块浮于水面上时,木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水)受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用,故B选项错误;喷泉喷到空中的水分散时,每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水处于完全失重状态,因而形成球状水珠(体积肯定状况下以球形表面积为最小,表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势),故D选项正确.5.下列现象中,哪些是液体的表面张力所造成的()A.两滴水银相接触,马上会合并到一起B.熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来,冷却后呈球形C.用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿D.水珠在荷叶上呈球形答案ABD解析用熔化的玻璃制成各种器皿,跟各种模型有关,并非表面张力造成的,故本题选A、B、D.6.如图1所示,金属框架的A、B间系一个棉线圈,先使框架布满肥皂膜,然后将P和Q两部分肥皂膜刺破,线的外形将变成下图中的()图1答案C7.如图所示,玻璃烧杯中盛有少许水银,在太空轨道上运行的宇宙飞船内,水银在烧杯中呈怎样的外形()答案D解析由于水银不浸润玻璃,所以在完全失重的状况下,水银的外形只由表面张力打算.由于表面张力作用下水银的表面要收缩至最小,所以最终水银成球形.题组二浸润、不浸润及毛细现象8.对于液体在器壁四周的液面发生弯曲的现象,如图2所示,对此有下列几种解释,其中正确的是()图2①Ⅰ图中表面层分子的分布比液体内部疏②Ⅱ图中表面层分子的分布比液体内部密③Ⅰ图中附着层分子的分布比液体内部密④Ⅱ图中附着层分子的分布比液体内部疏A.只有①对B.只有①③④对C.只有③④对D.全对答案B解析浸润的状况下,液体会沿着管壁上升,这是由于附着层内分子相互排斥,同时表面层内分子相互吸引的结果,不浸润的状况下,液体会沿着管壁下降,这是由于附着层内分子和表面层内分子均相互吸引的结果.由于液体内部分子力约为零,因此当附着层分子比内部疏时,分子力表现为引力,当附着层分子比内部密时,分子力表现为斥力.9.把极细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是()答案AC解析由于水能浸润玻璃,所以A正确,B错误;水银不浸润玻璃,C正确;D中外面浸润,里面不浸润,所以是不行能的,D错误.故正确选项为A、C.10.下列关于浸润(不浸润)现象与毛细现象的说法正确的是()A.水可以浸润玻璃但不能浸润蜂蜡B.浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象C.浸润液体都能发生毛细现象,不浸润液体都不能发生毛细现象D.浸润液体和不浸润液体在细管中都上升答案AB解析水可以附着在玻璃表面上,也就是说水可以浸润玻璃,但不会附着在蜂蜡上,也就是说不浸润蜂蜡,所以同一液体对不同的固体,有的可能发生浸润现象,有的可能发生不浸润现象,这与液体和固体的分子作用力有关.浸润液体和不浸润液体都能发生毛细现象,在细管中沿管壁上升的是浸润液体,在细管中沿管壁下降的是不浸润液体.11.在水中浸入两个同样细的毛细管,一个是直的,另一个是弯的,如图3所示,水在直管中上升的高度比弯管的最高点还要高,那么弯管中的水将()图3A.会不断地流出B.不会流出C.不肯定会流出D.无法推断会不会流出答案B 解析由于水滴从弯管管口N处落下之前,弯管管口的水面在重力作用下要向下凸出,这时表面张力的合力竖直向上,从直管中水柱上升的高度可以看出,水的表面张力完全可以使弯管中的水不流出.12.两个完全相同的空心玻璃球壳,其中一个盛有一半体积的水,另一个盛有一半体积的水银,将它们封闭起来用航天飞机送到绕地球做匀速圆周运动的空间试验站中,在如图4所示的四个图中(图中箭头指向地球中心,阴影部分为水或水银).图4(1)水在玻璃球壳中分布的状况,可能是________图.(2)水银在玻璃球壳中分布的状况,可能是________图.说明理由.答案(1)C(2)B理由见解析解析①绕地球做匀速圆周运动的空间试验站中,球壳和其中的水、水银均处于完全失重状态.②水浸润玻璃,附着层有扩大的趋势;水银不浸润玻璃,附着层有收缩的趋势.③水和水银跟气体(空气或其他气体)接触的表面层都有收缩(使表面积最小)的趋势.题组三液晶13.关于液晶,下列说法中正确的有()A.液晶是一种晶体B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性C.液晶的光学性质随温度的变化而变化D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化答案CD解析液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不稳定的;外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而转变液晶的某些性质;温度、压力、外加电压等因素变化时,都会转变液晶的光学性质.14.下列说法中正确的是()A.液晶的分子排列与固态相同B.液晶的分子排列与液态相同C.液晶的物理性质很简洁在外界的影响下发生转变D.全部物质都具有液晶体答案C解析液晶是介于固态和液态之间的中间态,其分子排列介于二者之间,并且排列是不稳定的,简洁在外界影响下发生转变,经争辩发觉不是全部物质都具有液晶态,故A、B、D错误,C正确.。

高中物理新教材同步选择性必修第三册 第2章 气体液体和固体5 液体

高中物理新教材同步选择性必修第三册 第2章 气体液体和固体5 液体

5液体[学习目标] 1.了解液体的表面张力现象,能解释液体表面张力产生的原因.2.了解浸润和不浸润现象及毛细现象产生的原因.3.了解液晶的特点及其应用.一、液体的表面张力1.表面层:液体表面跟气体接触的薄层.2.表面张力:(1)定义:在表面层,分子比较稀疏,分子间的作用力表现为引力,这种力使液体表面绷紧,叫作液体的表面张力.(2)方向:总是跟液体相切,且与分界面垂直.二、浸润和不浸润1.浸润和不浸润(1)浸润:一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象.(2)不浸润:一种液体不会润湿某种固体,不会附着在这种固体的表面上的现象.(3)当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时,液体能够浸润固体.反之,液体则不浸润固体.2.毛细现象:浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象.三、液晶1.液晶:是介于固态和液态之间的一种物质状态.2.特点:(1)液晶态既具有液体的流动性,又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质.(2)具有光学各向异性.1.判断下列说法的正误.(1)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势,是分子力的宏观表现.(√)(2)昆虫可以在水面上自由走动是表面张力在起作用.(√)(3)水对所有固体都浸润.(×)(4)毛细管插入水中,管的内径越大,管内水面升高的越高.(×)(5)液晶是液体和晶体的混合物.(×)2.要增强雨伞的防水作用,伞面可选择对水是________(选填“浸润”或“不浸润”)的布料;布料经纬线间空隙很小,小水珠落在伞面上由于________的作用,不能透过空隙.答案不浸润表面张力一、液体的表面张力导学探究如图1所示是液体表面附近分子分布的大致情况.请结合图片思考:图1(1)液体表面层内的分子间距离和分子力各有什么特点?(2)小昆虫、缝衣针在水面上不下沉与小木块浮在水面上的道理相同吗?答案(1)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.(2)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.知识深化1.液体表面张力的成因分析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.2.表面张力及其作用(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势,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.例如,吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响,往往呈扁球形,在完全失重条件下才呈球形).(2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、温度有关.(3)表面张力的方向:和液面相切,垂直于液面上的各条分界线,如图2所示.图2关于液体的表面张力,下列说法正确的是()A.表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力B.液体表面层分子的分布比内部稀疏,分子力表现为引力C.液体的表面张力随温度的升高而增大D.表面张力的方向与液面垂直答案 B解析液体表面层分子比液体内部稀疏,分子间距离r略大于r0,故分子力表现为引力,表面张力的方向沿液面的切线方向,与分界面垂直.表面张力是液体表面层分子间的作用力,随温度的升高,液体表面层分子间的距离增大,引力作用随之减小,所以表面张力减小,故B正确,A、C、D错误.(多选)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有()A.水黾(一种昆虫)可以停在水面上B.叶面上的露珠呈球形C.滴入水中的红墨水很快散开D.悬浮在水中的花粉做无规则运动答案AB解析由于表面张力的存在,使得液体表面如同一张绷紧的橡皮膜,富有弹性且具有使液体收缩到最小的趋势,水黾可以停在水面上,叶面上的露珠呈球形都是由于表面张力存在造成的,故选项A、B正确;滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象,悬浮在水中的花粉做无规则运动是由于水分子在做无规则运动造成的,选项C、D错误.二、浸润和不浸润导学探究(1)把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来,可观察到从水银中取出的玻璃上没有附着水银,从水中取出的玻璃上会沾上一层水.为什么会出现上述不同的现象呢?(2)如图3所示,在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤里的水分,你知道这是为什么吗?图3答案(1)水银不浸润玻璃,而水浸润玻璃.(2)把地表土壤锄松,破坏了土壤表层的毛细管,地下的水分就不会沿毛细管上升到地面而被蒸发掉.知识深化1.浸润和不浸润的形成原因(1)附着层内分子受力情况液体和固体接触时,附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外,还受到固体分子的吸引.(2)浸润的成因当固体分子吸引力大于液体内部分子力时,这时表现为液体浸润固体.(3)不浸润的成因当固体分子吸引力小于液体内部分子力时,这时表现为液体不浸润固体.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.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.如图4所示,甲是浸润情况,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;乙是不浸润情况,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.图4关于浸润和不浸润及毛细现象,下列说法中正确的是()A.水银是浸润液体,水是不浸润液体B.在内径小的容器里,如果液体能浸润容器壁,则液面成凹形,且液体在容器内上升C.如果固体分子对液体分子的引力较弱,就会形成浸润现象D.两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中,管内水柱高度相同答案 B解析浸润与不浸润是相对的,对玻璃来说水银是不浸润液体,但不是对任何固体都是不浸润液体,故A错误;在内径小的容器中,如果液体能够浸润器壁,液面呈凹形,且液体在容器内上升,故B正确;固体分子对液体分子的引力大于液体分子间引力时,才会形成浸润现象,故C错误;由于细玻璃管的内径不同,竖直插入水中时,管内水柱高度不同,故D错误.(多选)在做毛细现象实验时,我们可以看到的现象是()A.毛细管插入水中,管内径越小,管内水面升高的越高;管内径越粗,管内水面升高的越低B.毛细管插入水银中,管内径越小,管内水银面升高的越高;管内径越粗,管内水银面升高的越低C.毛细管插入浸润的液体中时管内液面上升,插入跟它不浸润的液体中时,管内液面降低D.毛细管插入跟它不浸润的液体中时管内液面上升,插入浸润的液体中时管内液面下降答案AC解析毛细管插入水中,管内径越小,管内水面升高的越高;管内径越粗,管内水面升高的越低,故选项A正确;将毛细管插入水银中,管内液面会下降,故选项B错误;毛细管插入浸润的液体中时管内液面上升,插入跟它不浸润的液体中时,管内液面会降低,故选项C正确,D错误.三、液晶导学探究液晶是指液态晶体,这种说法对吗?答案这种说法不对,液晶不是晶体,只是在物理性质上与某些晶体相似,具有各向异性.知识深化1.液晶的特点(1)液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态,既具有液体的流动性,又在一定程度上具有晶体分子的规则排列.(2)液晶具有光学上的各向异性,液晶分子的排列不稳定,微小的外界变动都会改变分子排列,从而改变液晶的某些性质.2.液晶的应用(1)研究离子的渗透性.(2)液晶显示.(多选)关于晶体、液晶、液体,下列说法正确的是()A.晶体和液晶的性质是完全相同的B.液晶就是液体,具有液体的所有性质C.液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态D.液晶具有液体的流动性,具有晶体的各向异性答案CD解析晶体属于典型的固体,其分子排列呈一定的点阵结构,有规律,而液晶分子的结构是介于液态的杂乱与晶体的规律排列之间的,其像液体一样具有流动性,而在光学等物理性质上又与晶体相似,具有各向异性.1.(液体的表面张力)(多选)(2020·佛山市顺德区容山中学高二期中)关于液体表面张力,下列说法正确的有()图5A.图5甲中露珠呈球形,这是地球引力作用的结果B.乙图中的液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,产生表面张力C.丙图中水黾可以停在水面上,是由于水的浮力作用D.丁图中液体表面张力方向与液面平行答案BD解析题图甲中露珠呈球形,这是液体表面张力的结果,故A错误;题图乙中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,分子力表现为引力,从而产生表面张力,故B正确;题图丙中水黾可以停在水面上,是由于水的表面张力作用,故C错误;题图丁中液体表面张力方向与液面平行,故D正确.2.(液体的表面张力)如图6所示,金属框上阴影部分表示肥皂膜,它被棉线分割成a、b两部分.若将肥皂膜的a部分用热针刺破,棉线的形状是下列选项图中的()图6答案 D解析肥皂膜未被刺破时,作用在棉线两侧的表面张力互相平衡,棉线可以有任意形状.当把a部分肥皂膜刺破后,在b部分肥皂膜表面张力的作用下,棉线将被绷紧.因液体表面有面积收缩到最小的趋势,选项D正确.3.(浸润、不浸润及毛细现象)浸润现象和不浸润现象在日常生活中是常见的,下列几种现象的说法正确的是()A.水银不能浸润玻璃,说明水银是不浸润液体B.水可以浸润玻璃,说明附着层内分子间的作用表现为引力C.脱脂棉球脱脂的目的,是使它从不能被水浸润变为可以被水浸润D.建筑房屋时在地基上铺一层涂着沥青的纸,是利用了浸润现象答案 C解析水银不能浸润玻璃,说明水银和玻璃的附着层里分子间吸引力较大,形成不浸润,但是不能说明水银是不浸润液体,故A错误;水可以浸润玻璃,说明附着层内分子间的作用表现为斥力,故B错误;脱脂棉能够吸取药液,在于脱脂后把它从不能被水浸润变成了可以被水浸润,以便吸取药液,故C正确;砖的内部也有许多细小的孔道,会起到毛细管的作用,在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸,可以防止地下水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升,以保持房屋干燥,不是浸润现象,故D错误.4.(液晶)(2021·山东高二课时练)液晶电视不断降价,逐步走进了千家万户.液晶电视的关键部件是液晶层,下列关于液晶层的工作原理说法中正确的是()A.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性B.液晶的光学性质随温度的变化而变化C.液晶的光学性质随外加电压的变化而不变D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化答案 D解析液晶分子在特定方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,选项A错误;外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质.温度、压力、外加电压等因素变化时,都会改变液晶的光学性质.液晶电视依据的是液晶的光学性质随外加电压的变化而变化工作的,D正确,B、C错误.考点一液体的表面张力1.关于液体表面的特征,下列说法正确的是()A.液体表面层的分子分布比内部密B.液体有使其体积收缩到最小的趋势C.液体表面层分子之间只有引力而无斥力D.液体有使其表面积收缩到最小的趋势答案 D解析液体表面层的分子分布比内部稀疏,故A错;液体由于表面张力作用,有使其表面积收缩到最小的趋势,故B错,D对;液体表面层分子之间既有引力也有斥力,只是由于分子间距离较大,表现为引力,故C错.2.下列现象中,不是由于液体的表面张力造成的是()A.船浮于水面上B.硬币或钢针浮于水面上C.绸布伞有缝隙但不漏雨水D.锋利的玻璃片,用酒精灯烧一段时间后变钝了答案 A解析船浮于水面上是浮力造成的,故选A.3.(多选)下列说法正确的是()A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用B.小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果C.缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果D.喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果答案AD解析小昆虫在水面上“站定”或行进过程中,其脚部位置比周围水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中,就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,这是液体的表面张力在起作用,浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,故A正确,C错误;小木块浮于水面上时,木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水),受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用,故B错误;喷泉喷到空中的水分散时,每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水近似处于完全失重状态,因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小,表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势),故D正确.4.如图1所示,金属框架的A、B间系一个棉线圈,先使框架布满肥皂膜,然后将P和Q 两部分的肥皂膜刺破,线的形状将变成下列选项图中的()图1答案 C解析由于液体表面张力的作用,液体表面有收缩到最小的趋势,故C正确.考点二浸润、不浸润及毛细现象5.(2021·河北涿鹿中学高二月考)下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是()A.水银能浸润铅,说明水银是浸润液体B.浸润现象中,附着层里分子比液体内部分子稀疏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引力;浸润现象中,附着层里分子间表现出排斥力答案 D解析一种液体是否浸润某种固体,与这两种物质的性质均有关,不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体,A错误;在浸润现象中,附着层里分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大,附着层里分子分布比液体内部更密,因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力,附着层有扩展的趋势,B、C错误,D正确.6.(多选)将不同材料制成的甲、乙两细管插入相同的液体中,甲管内液面比管外液面低,乙管内液面比管外液面高,则()A.液体对甲材料是浸润的B.液体对乙材料是浸润的C.甲管中发生的不是毛细现象,而乙管中发生的是毛细现象D.若甲、乙两管的内径变小,则甲管内液面更低,乙管内液面更高答案BD解析液体对固体浸润的情况下,在细管中液面将上升,所以A错,B对;毛细现象是指浸润液体在细管中上升,以及不浸润液体在细管中下降的现象,C错;在液体和毛细管材料一定的情况下,管越细毛细现象越明显,D对.7.(多选)下列情况属于毛细现象的是()A.墨水瓶被打翻了,用粉笔可以把墨水吸干B.洗头的时候,头发聚在一起C.植物根部的养分,能升到植物的上部D.自来水笔灌墨水时,把皮管按几下,墨水就被吸到皮管里去了答案AC解析墨水瓶被打翻了,用粉笔可以把墨水吸干,属于毛细现象,选项A正确;洗头的时候,头发聚在一起,是表面张力的作用,选项B错误;植物根部的养分,能升到植物的上部,是毛细现象,选项C正确;自来水笔灌墨水时,把皮管按几下,墨水就被吸到皮管里去了,这是大气压的作用,选项D错误.考点三液晶8.关于液晶,下列说法正确的是()A.液晶是液体和晶体的混合物B.液晶分子在特定方向排列比较整齐,但不稳定C.电子手表中的液晶在外加电压的影响下,能够发光D.所有物质在一定条件下都能成为液晶答案 B解析液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质,液晶分子在特定方向排列比较整齐,但不稳定,液晶的光学性质随外加电压的变化而变化,但液晶本身不发光,并不是所有物质都能成为液晶,故选B.9.下列关于液晶的说法中正确的是()A.液晶的分子排列与固态相同B.液晶的分子排列与液态相同C.液晶的物理性质在外界的影响下很容易发生改变D.液晶具有光学各向同性答案 C解析液晶是介于固态和液态之间的中间态,其分子排列介于二者之间,并且排列是不稳定的,容易在外界影响下发生改变,液晶具有光学各向异性,故A、B、D错误,C正确.10.(多选)(2021·江苏泰州中学高二月考)关于液体的表面张力,下列说法中正确的是() A.布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水,是表面张力的结果B.表面张力的方向与液面垂直C.硬币能够静止在水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果D.由于液体表面分子间距离小于平衡位置间距r0,故液体表面存在表面张力答案AC解析布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水,是表面张力的结果,故A正确;表面张力的方向沿着液面方向,而不是与液面垂直,故B错误;硬币能够静止在水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果,故C正确;由于液体表面分子间距离略大于平衡位置间距r0,故液体表面存在表面张力,故D错误.11.(多选)(2020·吴江汾湖高级中学高二月考)关于液体的特点,下列描述正确的是() A.每一个液体分子都没有固定的位置,液体分子的平衡位置时刻变动B.液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些C.从燃烧的蜡烛上滴下来的蜡,冷却后呈球形是由于表面张力造成的D.在夏季,人穿棉线衣服感觉舒适是因为汗水对棉线浸润答案ACD解析液体分子永不停息地做无规则的热运动,没有固定的平衡位置,故A正确;由于液体表面张力的存在,所以液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布稀疏,故B错误;从燃烧的蜡烛上滴下来的蜡,冷却后呈球形是由于表面张力造成的,故C正确;因为汗水对棉线是浸润的,所以在夏季,人穿棉线衣服感觉舒适,故D正确.12.(2020·临沂市第一中学高二月考)在密闭的容器内,放置一定量的液体,如图2a所示,若将此容器置于在轨道上正常运行的人造地球卫星上,则容器内液体的分布情况应是()图2A.仍然如图a所示B.只能如图b所示C.可能如图d或e所示D.可能如图b或c所示答案 D13.(2020·广州市培正中学高二月考)关于图3四幅图中现象的分析,下列说法正确的是()图3A.甲图中水黾停在水面而不沉,是浮力作用的结果B.乙图中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果C.丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象,低于管外液面的不是毛细现象D.丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后,它的尖端会变钝,是一种浸润现象答案 B解析因为液体表面张力的存在,有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如,故A错误;将棉线圈中肥皂膜Q刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果,故B正确;毛细管中,浸润液体呈凹液面且高于管外液面,不浸润液体呈凸液面且低于管外液面,都属于毛细现象,故C错误;玻璃管的裂口在火焰上烧熔后,它的尖端会变钝,是表面张力的原因,不是浸润现象,故D错误.。

高二物理教案:《毛细现象》教学设计

高二物理教案:《毛细现象》教学设计

高二物理教案:《毛细现象》教学设计高二物理教案:《毛细现象》教学设计教学目标1、知道什么是浸润和不浸润现象.能用浸润和不浸润解释有关的简单现象.2、知道什么是毛细现象以及毛细现象是怎样产生的.3、知道毛细现象在实际中的应用和防止.教学设计方案本节颗内容可以通过实验演示,与学生自学相结合来完成。

一、课堂引入我们研究了液体和气体之间的交界面的性质——表面张力的作用,那么固体和液体之间的交界面又具有什么性质呢?我们将液体和固体之间的交界面叫做附着层。

板书:液体与固体接触的液体薄层——附着层。

下面我们通过实验来研究液体附着层的性质。

实验1:将洁净的玻璃片和石蜡块分别浸入水中,然后拿出来。

观察水在玻璃片上和石蜡块上的附着情况。

学生观察并讨论,得出结论:水能够附着在玻璃片上。

水不能附着在石蜡上。

(教师出示图片)教师总结:实验表明,在洁净的玻璃片上放一滴水,水能扩展形成薄层,附着在玻璃板上。

这种液体附着在固体表面上的现象叫做浸润。

对玻璃来说,水是浸润液体。

在石蜡面上放一滴水,水不能附着在石蜡表面上,这种液体不能附着在固体表面上的现象叫做不浸润。

对石蜡来说,水是不浸润液体。

同一种液体,对一些固体是浸润的,而对另一些固体可以是不浸润的。

板书:(1)液体附着在固体表面上的现象叫做浸润(2)液体不能附着在固体表面上的现象叫做不浸润同一种液体,对一些固体是浸润的,而对另一些固体可以是不浸润的。

浸润现象在日常生活中,我们可以经常看到:盛有液体的容器器壁附近的液面会成弯曲的形状,是由浸润或不浸润现象引起的。

如果液体能浸润器壁,在接近器壁处液面向上弯曲。

如果液体不浸润器壁,在接近器壁处液面向下弯曲。

焊接时,熔融了的焊锡与被焊金属必须是浸润的;医药上要用脱脂棉,就是要使酒精,药液与棉花浸润;在有些物体上写字困难,是因为墨水不浸润物体;有些动物羽毛上能分泌脂肪,水就不浸润羽毛;有些矿石在冶炼前必须采用浮选矿石的措施,利用液体不浸润矿粒但浸润砂石的性质将矿粒与砂石分离开来。

广东省公事员科学推理备考上海市科学推理真题

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2023-2023 年上海市考科学推理真题聚拢〔以粉笔库为根底〕一、名目一览表:视图→文档构造;二、学问点是为便利,自己粗略加上去的。

2023 年上海市公事员录用考试《行测》真题〔B 类〕26B 抱负气体状态方程如下图,把一个气球放进一个瓶子里,把气球口绷在瓶口上,然后用劲往里吹气。

依照抱负气体状态方程pV/T=C(P 为气体压强,V 为气体体积,T 为气体温度,C 为常量〕,以下说法正确的选项是:A 只要肺活量足够,气球必定会被吹大B 假设是把瓶子浸在热水中做那个试验,气球就能够够被吹C 要使气球被吹大,至少要在瓶子钻两个孔保证瓶中空气能够流通D 气球一有膨胀,瓶中气体压力就会增大,因此气球不能被吹大解析依照抱负气体状态方程,温度不变时,体积减小、压强增大。

当往瓶口吹气时,瓶内空气的气压同步增大,气球内外双侧气压相等,可不能吹大。

瓶子放入热水中,瓶内气体温度上升,压强增大,则会将气球向外吹。

只要内外气体能够连通,则气压不变,气球就能够够被吹大,因此只需要打一个孔即可,不需要两个。

故正确答案为D。

27摩擦力的作用方向如下图,火柴盒从空中某一高度下落,它与地面相碰后便倒下假设是将盒芯向上抽出一些,再让它从那个高度下落,觉察它能稳稳地站立在地面上,几乎不发生弹跳。

关于那个小试验现象的说明不合理的是:A 落地时外盒对盒芯的摩擦力向上、使盒芯减速因此不发生弹跳B 落地时盒芯对外盒的摩擦力向下、阻挡其向上跳起C 盒芯向上抽出一些后,落地的动量减小,受力就会减小,因此可平稳落地D 盒芯向上抽出一些后,落地要抑制摩擦力做功,机械能削减.因此不易反弹解析火柴盒盒芯上抽起时,落地时盒芯相关于外盒向下运动,盒芯给外盒向上的摩擦力,外盒则受到盒芯向下的摩擦力,阻碍外盒向上弹起,同时摩擦力做功,削减了机械能。

依照动量,向上抽起盒芯会明显的改变下落距离,使整体落地速度转变很小。

故正确答案为C。

28动能、重力势能之间的转换多米诺骨牌的玩耍规章是将骨牌按必定的间距排成行,推倒第一张骨牌,其余发生连锁反映依次倒下。

新教材高中物理第2章固体与液体第2节表面张力和毛细现象第3节材料及其应用教师用书鲁科版选择性

新教材高中物理第2章固体与液体第2节表面张力和毛细现象第3节材料及其应用教师用书鲁科版选择性

第2节表面张力和毛细现象第3节材料及其应用知识点一表面张力1.表面层(1)定义:液体与气体接触的表面存在的一个薄层。

(2)特点:表面层分子的分布比液体内部稀疏,分子间的距离略大于分子力平衡的距离,分子间的作用力表现为引力。

2.表面张力(1)定义:液体表面各部分间的相互引力称为表面张力。

(2)作用效果:因为表面张力的作用,液体表面总有要收缩到表面积最小的趋势,所以雨滴、奶滴、油滴等液滴的外形就近似呈现球形;若重力的影响明显,其外形就呈现为椭球形;在完全失重的环境下,液滴能收缩成标准的球形。

说明:表面张力使液体表面收缩到最小。

1:思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)木块浮在水面上是液体表面张力的原因。

(×)(2)液体分子间的相互作用力比固体分子间作用力弱。

(√)(3)液体的表面张力是分子力的宏观表现,表面张力使液体表面具有向内收缩的趋势。

(√)知识点二浸润与不浸润、毛细现象、液晶1.浸润与不浸润(1)定义①浸润:液体润湿某种固体并附着在该固体表面上的现象称为浸润。

②不浸润:液体不润湿某种固体,也不附着在该固体表面上的现象称为不浸润。

(2)产生原因①内聚力大于附着力,这时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势,形成不浸润现象。

②附着力大于内聚力,这时跟固体接触的液体表面有扩张的趋势,形成浸润现象。

2.毛细现象(1)毛细现象:浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象,称为毛细现象。

(2)毛细管:能发生毛细现象的管称为毛细管。

3.液晶(1)定义:既具有像液体那样的流动性和连续性,又具有晶体那样的各向异性特点的流体。

(2)性质外界条件的微小变化,会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质,例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器的表面差异等,都可以改变液晶的光学性质。

(3)应用①液晶显示器。

②液晶测温。

说明:同一种液体,对有些固体是浸润的,对有些固体是不浸润的。

2:思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)毛细现象是浸润或不浸润的实例。

高二物理分子间的作用力试题

高二物理分子间的作用力试题

高二物理分子间的作用力试题1.关于分子力,下列说法正确的是( )A.分子引力和分子斥力都随分子间距的增大而减小B.当分子间距大于时,分子斥力和引力的合力总随分子间距的增大而减小C.分子引力作正功时分子势能减小;分子斥力作正功时,分子势能增加D.在分子间距等于时,分子势能一定为零【答案】A【解析】分子间同时存在引力和斥力,分子做功等于分子势能的减小量,规律如下图:分子引力和分子斥力都随分子间距的增大而减小,选项A正确。

当分子间距大于时,分子斥力和引力的合力(表现为引力)随分子间距的增大是先增大后减小,选项B错误。

分子引力作正功时,分子距离在减小,分子势能减小;分子斥力作正功时,分子距离在增大,分子势能减小,选项C错误。

在分子间距等于时,取时,分子势能为负值,选取不同的零势能点,处分子势能可能为零,选项D错误。

【考点】本题考查了分子间的相互作用力和分子力做功.2.两个分子从相距较远(分子力忽略)开始靠近,直到不能再靠近的过程中()A.分子力先做负功后做正功B.分子力先做正功后做负功C.分子间的引力和斥力都增大D.两分子从r处再靠近,斥力比引力增加得快【答案】BCD【解析】分子力引力和斥力都随距离的减小而增大,但是较远时引力大于斥力,分子力总体表现为引力;距离较近时,斥力比引力增加得快,分子力总体表现为斥力。

则从远到近靠近过程中先是引力做正功,后斥力做负功,BCD选项正确。

【考点】分子力点评:分子力在分子之间距离大于r0时表现为引力,距离小于r时表现为斥力,但分子斥力引力都是始终存在的。

3.下列现象中不能说明分子间存在分子力的是()A.两铅块能被压合在一起B.钢绳不易被拉断C.水不容易被压缩D.空气容易被压缩【答案】D【解析】两铅块能被压合在一起,能说明分子间有引力,故A错.钢绳不易被拉断,能说明分子间有引力,故B错.水不容易被压缩,能说明存在斥力,故C错.气体分子间距超过10r,作用力非常微弱.不能说明分子间存在作用力,故D对.故选D【考点】分子间的相互作用力.点评:气体分子间距超过,作用力非常微弱.不能说明分子间存在作用力.4.将不同材料做成的两根管子A和B插入同一种液体中,A管内的液面比管外液面高,B管内的液面比管外液面低,那么A.该液体对A管壁是浸润的,对B管壁是不浸润的B.该液体对B管壁是浸润的,对A管壁是不浸润的C.A管内发生的是毛细现象,B管内发生的不是毛细现象D.A管和B管发生的都是毛细现象【答案】AD【解析】AB、由图可知A管子中液体附着在管壁上,根据表面张力的作用,所以A管液面高于槽内液面;B管子中液体不会附着在管壁上,根据表面张力的作用,所以B管液面低于槽内液面;A正确CD、浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象均叫毛细现象;D正确故选AD【考点】浸润和不浸润;毛细现象点评:浸润和不浸润是分子力作用的表现.如果附着层内分子间的距离大于液体内部分子间的距离,分子间的作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,就像液体表面张力的作用一样,这样液体和固体之问表现为不浸润.如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离,分子间的作用力表现为斥力,附着层有扩展的趋势,液体与固体之间表现为浸润.5.关于分子间相互作用力(如图所示)的以下说法中,正确的是()A.当分子间的距离r=r时,分子力为零,说明此时分子间既不存在引力,也不存在斥力时,随着距离的增大,分子间的引力和斥力都B.分子力随分子间的距离的变化而变化,当r>r增大,但引力比斥力增大的快,故分子力表现为引力C.当分子间的距离r<r时,随着距离的减小,分子间的引力和斥力都增大,但斥力比引力增大的快,故分子力表现为斥力D.当分子间的距离r≥10-9m时,分子间的作用力可以忽略不计【答案】CD【解析】当分子间的距离r=r时,分子力为零,说明此时分子间引力等于斥力,A错。

教科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第2章 固体、液体和气体 2 液体

教科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第2章 固体、液体和气体 2 液体

对点演练2 (多选)(2023江西九江高二月考)水对玻璃是浸润液体,而水银对玻璃是不浸 润液体。它们在毛细管中将发生上升或下降的现象。现把粗细不同的三 根毛细玻璃管插入水和水银中,如图所示,其中正确的现象应是( AD )
解析 解答本题应把握以下两点:(1)浸润液体和不浸润液体具有不同的毛 细现象;(2)毛细管越细,内、外液面的高度差越大。浸润液体在毛细管内 上升,管越细,上升越高;不浸润液体在毛细管内下降,管越细,下降越多,故A、 D正确,B、C错误。
解析 只要选择酱油不浸润的材料做酱油瓶就能保持瓶子清洁,从图示的情 况可以看出酱油与甲材料是浸润的,与乙材料是不浸润的,所以应该选择乙 材料,选项A、B错误,C正确;液体在某种材料表面的形状不但与浸润和不 浸润有关,而且与液体的体积有关,即使是浸润的,液滴的体积不同其形状 也不同,所以无法确定水银在两种材料表面的形状是否与酱油滴的形状相 同,选项D错误。
教材拓展 为什么要定期给花松土?
要点提示 锄松花盆表面的土壤,破坏土壤表层的毛细管,减少土壤中水分 的蒸发。
易错辨析 (1)表面张力是分子力的宏观表现。( √ ) (2)木块浮在水面上是液体表面张力的作用。( × ) 提示 木块浮在水面上是浮力的作用。
(3)若某种液体浸润某一固体,那么它对所有固体都浸润。( × ) 提示 某种液体浸润某一固体,对其他固体可能不浸润。 (4)毛细管插入水中,管的内径越大,管内水面升高的高度越大。( × ) 提示 毛细管插入水中,若被水浸润,则管的内径越大,管内水面升高的高 度越小。
学以致用•随堂检测全达标
1.(表面张力)(多选)(2023安徽合肥高二月考)下列现象由液体的表面张力 造成的是( ABD ) A.两滴水银相接触,会立即合并到一起 B.熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来,冷却后呈球形 C.用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿 D.水珠在荷叶上呈球形

高中物理 7.3分子间的作用力详解

高中物理  7.3分子间的作用力详解

高中物理| 7.3分子间的作用力详解
分子间的作用力
1、邻近分子间同时存在相互作用的引力和斥力。

2、实际表现出来的是分子引力和斥力的合力,称为分子力。

3、分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系。

分子引力和斥力与分子间距的变化关系图
(1)当r=r0=10-10m时,F引=F斥,分子力F分=0,处于平衡状态
(2)当r<r0时,随r的减小,F引、F斥都增大,F斥比F引增大得快,F斥
>F引,分子力表现为斥力,r减小,分子力增大。

(3)当r>r0时,随r 的增加,F引、F斥都减小,F斥比F引减小得快,F斥<F引,分子力表现为引力
(4)当r=10r0时,可以认为分子间的引力、斥力和分子力都为0
所以,气体分子间作用力可忽略不计。

分子引力和斥力与分子间距的变化关系图
习题演练
1. 分子间相互作用力由两部分F引和F斥组成,则( )
A.F引和F斥同时存在;
B.F引和F斥都随分子间距增大而减小;
C.F引和F斥都随分子间距增大而增大;
D.随分子间距增大,F斥减小,F引增大.
2. 有两个分子,设想它们之间相隔10倍直径以上的距离,逐渐被压缩到不能再靠近的距离,在这过程中,下面关于分子力变化的说法正确的是( )
A.分子间的斥力增大,引力变小;
B.分子间的斥力变小,引力变大;
C.分子间的斥力和引力都变大,但斥力比引力变化快;
D.分子力从零逐渐变大到某一数值后,逐渐减小到零,然后又从零逐渐增大到
某一数值
习题解析
1. AB
分子力是引力和斥力合力,F引和F斥都随r增大而减小.
2. CD
根据图象的规律对比答案就可选出正确答案.。

〖2021年整理〗《液体的表面张力》典型例题

〖2021年整理〗《液体的表面张力》典型例题

《液体的表面张力》典型例题【例1】把一根缝衣针小心地放在水面上,可以把水面压弯而不沉没,为什么?【分析】根据液面被压弯后对缝衣针产生的力的特点即可解释.【答】当针放在水面上把水面压弯时,仍处于水的表面层以上,就好像放在弹性薄膜上一样.作用在针上的力有:(1)重力G、竖直向下.(2)水面的托力N.由于水面的表面张力使被压弯的水面收缩,有使它力图恢复原来的水平状态的趋势,压弯处水面产生的表面张力方向如图所示,使弯曲液面对针产生竖直向上的托力.(3)水面压弯后水产生的静压力F′.结果,缝衣针就在重力、水面托力、水的静压力的共同作用下处于平衡状态,所以可以不致沉没.【说明】(1)由于缝衣针常与手指接触,使针的表面附有一层油脂,可以不被水浸润,所以仍能处于水的表面层以上.如果用酒精棉花把缝衣针洗擦干净后小心地用镊子夹放在水面上,由于针的表面层已不再有油脂,会被水浸润,缝衣针就会沉没下去了.(2)不能认为针的重力被液体的表面张力相平衡.因为表面张力是液面各部分之间的相互作用力,并不作用在针上.(3)由于钢针很细,置于水面上形成的水面高度差很小,因此产生的静压力很小可忽略不计。

【例2】网孔较小的筛子里盛有少量的水时,水不会从网孔中流出.试解释这一现象.【解】网孔较小的筛子里盛有少量水时,在每个网孔下面都有微微凸出的水滴(如图1所示).如果将凸出网孔的水滴从靠近根部的地方分隔为上下两部分,那么在它们的分界线处,下部水滴表面要受到上部水滴根部表面的表面张力f的作用(如图2所示).由于表面张力f的竖直分力可与下部水滴的重量保持平衡,所以水才不会从筛子的网孔中流出.【例3】如图1所示,如果用一根细玻璃管将两个半径大小不同的肥皂泡连通起来,那么这两个肥皂泡的大小将如何变化?【解】在肥皂泡的表面上,各部分液面间的表面张力是跟液面相切的,若取单位面积表面作分析可知,作用于单位面积表面边界上的表面张力f的合力F,将使这一表面对泡内的气体产生一附加压力,从而形成附加压强(如图2所示),球形肥皂泡的半径越小,表面的曲率越大,每单位面积表面边界上表面张力f的台力F越大,即单位面积表面产生的附加压力越大,因而肥皂泡表面对泡内气体的附加压强也就越大.由此可知,对半径较小的肥皂泡来说,泡内的气体将被压入到半径较大的肥皂泡中去,从而变得越来越小,直至消失.半径较大的肥皂泡则随着气体被压入而逐渐变大. 【例4】如图,把橄榄油滴入水和酒精的混合液里,当混合液的密度与橄榄油密度相同时,滴入的橄榄油呈球状悬浮在液体中,为什么?【分析】根据油滴的受力情况和表面层的特点即可解释.【答】滴入混合液中的油滴,受到竖直向下的重力和液体对它竖直向上的浮力作用.由于油的密度与液体的密度相同,使得油滴好像处于失重状态.油滴在表面张力的作用力,收缩液面有使液面尽量减小的趋势.因为在同体积的几何体中,球表面的面积最小,所以油滴在表面张力作用下收缩成球状悬浮在混合液内.【说明】表面张力的大小与液面边界线长度(设为L)成正比,可以表示为:f=αL式中α称为表面张力系数,它表示液面单位长度的边界线上所受的表面张力的大小.α的大小与液体性质、温度以及液体内是否有杂质有关.温度升高时,液体的表面张力系数减小.实验中用烧热的针容易刺破液膜,就是这个道理.通常情况下,液体内含有杂质时的表面张力系数也会减小.【例5】在宇宙飞船中放一个盛有液体的容器,将会出现什么现象?【分析】应分液体浸润容器和不浸润容器两情况,根据物体处于失重状态,在分子力作用下的表现加以讨论.【答】当液体浸润容器时,附着层内分子较液体内部分子分布密时,分子斥力占优势,使液面沿器壁扩展,由于盛有液体的容器置于宇宙飞船中,处于失重状态,液体重力为零。

附着层知识点总结

附着层知识点总结

附着层知识点总结关于液体,还有一个知识点需要掌握,那就是浸润和不浸润现象。

所谓的浸润指液体与固体发生接触时,液体附着在固体表面或渗透到固体内部的现象,此时对该固体而言,该液体叫做浸润液体。

如水和玻璃接触的时候,玻璃上会被弄湿,那么,对于玻璃来说,水就是浸润液体。

而不浸润指液体与固体发生接触时,液体不附着在固体表面且不渗透到固体内部的现象,此时对该固体而言,该液体叫做不浸润液体。

如水银和玻璃接触的时候,水银只会在玻璃上滚来滚去,而不会附着在玻璃上,那么,对于玻璃来说,水银就是不浸润液体。

浸润和不浸润现象,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。

附着层里的分子受到固体分子的吸引,如果吸引比较弱,附着层里的分子就比液体内部稀疏。

在附着层里就会出现跟表面张力相似的收缩力,跟固体接触的液体表面有缩小的趋势,形成“不浸润现象”。

相反,如果液体分子受到固体分子之间的吸引相当强,附着层里的分子就比液体内部更密,分子间距减小。

在附着层里就出现液体分子相互推斥的力,这时跟固体接触的液体表面有扩展的趋势,形成“浸润现象”。

所以如果一个杯子里装了半杯浸润液体,那么,液体表面应该是一个凹型,反之,如果一个杯子里装了半杯不浸润液体,那么,液体表面应该是一个凸型。

由于浸润和不浸润,毛细管插入浸润液体中,管内液面上升,高于管外液面;毛细管插入不浸润液体中,管内液体下降,低于管外液面。

这种现象就是毛细现象。

植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管,它能把土壤里的水分吸上来。

砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象。

水沿毛细管上升的现象,对农业生产的影响很大。

土壤里有很多毛细管,地下的水分经常沿着这些毛细管上升到地面上来。

如果要保存地下的水分,就应当锄松地面的土壤,破坏土壤表层的毛细管,以减少水分的蒸发。

天星教育2022最后一卷物理答案

天星教育2022最后一卷物理答案

天星教育2022最后一卷物理答案1.一辆公路救援车停在平直的公路上,突然接到命令,要求从静止开始一直加速行驶赶往1公里外的出事地点,且到达出事地点时的速度为 30m/s,有三种进行方式:a做匀加速直线运动;b做加速度增大的加速运动;c做加速度减小的加速运动,则() *A.a种方式先到达B.b种方式先到达C.c种方式先到达(正确答案)D.b种方式需要的时间最长(正确答案)2、在某家庭电路中,出现保险丝熔断的现象,其原因错误的是() *A.使用的用电器总功率过大B.电路中有断路(正确答案)C.开关接触不良(正确答案)D.电路的总电阻过大(正确答案)答案解析:A、符合电流过大的现象.正确. B、断路后,电路中电流为零,不会烧坏保险丝,错误. C、接触不良相当于断路,电路中电流为零,不会烧坏保险丝,错误. D、总电阻过大后,电路中电流很小,不会烧坏保险丝,错误.故选BCD3、下面几个速度中表示瞬时速度的是() *A.子弹出枪口的速度是800m/s(正确答案)B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是20m/sC.火车通过广告牌的速度是72km/h(正确答案)D.人散步的速度约为1m/s答案解析:瞬时速度对应的是某一时刻或者某一位置的速度,平均速度对应时间或位移.解答解:A、子弹出枪口的速度是子弹经过枪口位置的速度,击中目标也是某点速度,故是瞬时速度,故A正确; B、汽车从甲站行驶到乙站的速度是全程的平均速度,故B错误; C、汽车通过站牌时的速度对应某个位置,是瞬时速度,故C正确; D、人散步的速度是人平时的某段时间的大致速度,故是平均速度,故D错误。

4、【判断题】能够源源不断地从自然界获得或可重复利用的能源是可再生能源,反之则是不可再生能源。

煤、石油、天然气能够无限量地从自然界获得,是可再生能源。

( X) [判断题] *对错(正确答案)5、【判断题】听诊器的作用是将人体内器官的振动传递给医生,医生根据听到的器官振动所发出声音的不同,来判断人体是否发生了病变。

分子间的相互作用力

分子间的相互作用力

分子间的相互作用力分子间的相互作用力是指不同分子之间相互吸引或排斥的力量。

这些力量在化学和生物分子中起着重要的作用,影响着分子的结构、性质和相互之间的相互作用。

下面将详细介绍分子间相互作用力的几种主要类型:范德华力、氢键、离子键、共价键和金属键。

1.范德华力:范德华力是一种临时性的吸引力,最常见的就是在非极性分子中的分子间相互作用。

范德华力是由于偶极矩在时间上的随机分布所引起的,这些偶极矩是由于电子的运动而产生的。

范德华力的大小与分子之间的距离和分子的极化程度有关。

当两个非极性分子之间的距离足够近时,它们之间会发生范德华力的相互作用。

2.氢键:氢键是一种特殊的范德华力,它是由于氢原子与高电负性原子(如氮、氧和氟)之间的相互作用而产生的。

氢键是较强的相互作用力,对于分子之间的结合、分子的性质和生命过程都具有重要的影响。

例如,水分子中的氢键是使水具有高沸点和高表面张力的原因之一3.离子键:离子键是由正负离子之间的静电吸引力形成的,通常涉及阳离子与阴离子之间的相互作用。

离子键是非常强的相互作用力,可以导致分子或晶体的形成。

离子键在很多物质中起着关键的作用,如盐、氯化钠等。

4.共价键:共价键是由于原子之间的共享电子而形成的。

在共价键中,原子之间通过共享电子来实现稳定的化学结合。

共价键的强度取决于原子之间的电负性差异和相互之间的距离。

共价键是化学反应中最常见的一种相互作用力。

5.金属键:金属键是金属原子之间的相互作用力,是原子通过电子在整个金属晶格中的自由运动而形成的。

金属键是金属具有良好导电性、热导性和延展性的原因之一除了上述几种主要的分子间相互作用力之外,还有其他一些次要的相互作用力,如静电相互作用、疏水作用和范德华斥力等。

静电相互作用是由于电荷之间的吸引或排斥而产生的。

疏水作用是水分子与非极性分子之间的相互作用力,是导致水溶液中水分子包围非极性分子形成水合物的原因之一、范德华斥力是由于电子云的重叠而产生的排斥力,是主要的范德华力作用的对立面。

新教材高中物理第二章气体固体和液体第5节液体课件新人教版选择性必修第三册

新教材高中物理第二章气体固体和液体第5节液体课件新人教版选择性必修第三册

A.液体分子间距离很大,相互作用力很弱
B.液体分子在杂乱无章地运动,无任何规律性
C.液体分子在振动,但无确定的平衡位置
D.液体分子排列整齐,在确定的平衡位置附近振动 解析:液体很难压缩,说明液体分子间距较小,故 A 错误;液体分子在永
不停息地做无规则热运动,单个分子运动无规律,但大量分子运动表现出
统计规律,故 B 错误;液体分子在振动,由于流动性,无确定的平衡位置,
[对点练清]
1.[多选]同一种液体,滴在固体 A 的表面时,出现如图甲
所示的情况;当把毛细管 B 插入这种液体时,液面又出
现如图乙所示的情况,若 A 固体和 B 毛细管都很干净,
则下列说法正确的是
()
A.固体 A 和 B 管可能是同种材料
B.固体 A 和 B 管一定是不同种材料
C.固体 A 的分子对液体附着层内的分子的引力比 B 管的分子对液体附着
B.附着层里液体分子间的引力强
C.固体分子对附着层里的液体分子的吸引力比液体内部分子的吸引力弱
D.固体分子对附着层里的液体分子的吸引力比液体内部分子的吸引力强
解析: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,如果受到的固体分子的吸引力比较弱,附着层里的部分分子进入液体
内部,从而使附着层的分子比液体内部稀疏,所以 C 选项正确,A、D 选
(3)表面特性:表面层分子之间的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。
(4)表面张力的方向:表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条 分界线,如图所示。
2.表面张力及其作用 (1)表面张力使液体表面具有收缩趋势,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。例如,吹出的肥皂泡呈球形,滴 在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响,往往呈扁球形,在 完全失重条件下才呈球形)。 (2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、温度 有关。
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第一步:加入垂直于固体表面的固体分子引力。
我们按照现行理论分析玻璃容器中水银的附着层能否产生(图3)。
玻璃A、B、C分子引力是垂直相对应地受力于A1.B1.C1的。A.B.C只能受力于A1.B1.C1,而O1、O2则不能受力于A1.B1.C1。按现行理论解释,AB必须使A1.A2.B1.B2.不存在(缺空),才有可能使水银表面上的C1.A3.分子间距大于内部分子间距而具有收缩作用的特殊附着层。如果A1.A2.B1.B2真有可能被AB吸掉而不存在,并且每个水银分子相互间都像拉着弹簧(吸力)的一样。那末,C1.A3之间的弹簧的确能被拉长而产生很强的收缩力。但是,这一解释却严重违反了最基本的科学原理:
事实证明:以上重力、温度、磁力(万有引力)等都不是改变附着层里的分子间距的因素。既然都不是,而且也不可能找到其它能够改变液体分子间距的因素,反过来讲,就根本不可能存在所谓特殊的附着层。
为了彻底弄清这个虚构的附着层是否存在,我们将进一步进行全面深入地剖析。
(二)设未形成附着层前所加入的力
为了便于深入分析问题,首先,我们假设一底面平行于水面的直角六面体玻璃容器;设固体和液体之间的相互作用力为零。那末,既不可能呈浸润现象,又不可能成不浸润现象,如图2中的∠1、∠2所示。现在,我们将现行课本中所解释的固体和液体之间的相互作用力一步一步地加入图2中,看看它是否有可能形成附着层。
第二步:加入固体引力大于液体内引力的斜面相互作用力(图4)。
4 固体分子引力对液体分子各个方位的受力分析
图4(A)中,设固体引力ABC向下倾斜力于液体分子O3O2O1,那末,O3O2O1是可能被ABC所拉拢而形成浸润现象的。但是,固体引力怎么可能只倾斜一个方向呢?如果可能,那么,我们将玻璃颠倒一下位置,岂不形成不浸润现象了吗?如果不可能,那它必定是向全方位并十分有规律的倾斜的,如图(B)。
上述推理与实验,归根结底一句话:由于液体分子存在连接力弱、移动性和占据性强这三大特性,固体分子引力根本不可能改变液体分子间距和分子力。故附着层绝对不可能形成。这个原理也相似于一箱玻璃珠子,从中取出一部分,其它珠子不会随之而被拉出,而且被取出后的这一部分空间里,周围的珠子必然会同时进行填充。因此,现行课本中的附着层违背事物的基本规律,毫无科学依据,附着层纯属虚构,实际根本不可能存
1则.A.B对A1.A2.B1.B2.是一种拉力而不是一种推力,而且ABC引力小于A1.B1.C1的内引力,内引力大的A1.A2.B1.B2绝对不会因引力小的A.B的引力作用吸入其固体内而形成空穴;A1.A2.B1.B2更不可能被AB吸掉消失或推开。试问:A1、A2、B1、B2跑到哪儿去了呢?
2则.即使A1.A2.B1.B2.被AB吸引转移,由于液体分子存在很大的流动性和占据性,B2绝对不可能缺空而使C1.A3.之间的相互拉力增大。
3则.即使有可能使C1.A3之间的相互拉力增大,但在C1和A3的两端必须要具有与C1.A3之间相等的拉力。否则,C1和A3之间的拉力不可能产生。就是说,它们必须同时存在作用力和反作用力这两个缺一不可的受力条件,这是力学入门的基础,课本中连这个最基本的原则都丢掉了!如果要不违反受力条件,必须使整个水银表面的分子都要产生连接性的收缩力才行。但是,在A、AQ的相对受力作用下,A4怎么可能跑掉呢?这和在两端受力的一根绳子中间切取一段的作用力完全相似。是谁用什么方法切取了一段的呢?难道切取一段后,不通过重新连接,绳子比原来还要绷得更紧吗?如果它能重新连接,是什么动力使它重新连接的呢?如果它能自然连接,说明分子间的连接力大大地超越了液体分子本身,岂不是相当于固体了吗?
图(B)中的AB处于全方位引力线中的任何一点上,所受正反两个方向的作用力是完全相等的,它们的作用力相互抵消即二力平衡,对外不做功。根据这个原理,我们来分析全方位固体引力倾斜受力于液体分子的分子动态(C):
当固体ABC引力向下倾斜受力于液体O3O2O1时,固体DEF引力必定同时向上倾斜受力于O1O2O3,上下两组引力的大小完全相等而方向完全相反,结果O1O2O3处于二力平衡的静止状态,完全不存在上升趋势。就是说,即使固体分子引力是倾斜受力于液体分子的,也因它属于全方位倾斜而受力性质和(前面)加入垂直固体表面的固体分子引力的受力性质完全相同。再加之O1O2O3本身的重力作用,故AB绝对不可能吸引O3O2成为浸润现象,ABC更不可能推开O1O2O3而形成不浸润现象。
2、温度因素
温度能改变液体分子的间距,但对在常温下玻璃容器中的水而言,液体表面的分子受温度影响而拉开距离即“附着层”里的分子较稀疏,恰恰和水与玻璃接触的附着层里分子密度相反。故温度也不是造成浸润和不浸润现象的实质本因,而且课本中也未涉及,我们应当排除。
3、磁力因素
将永久磁铁以各种不同的角度与水接触,得到的结果与非磁性金属、陶瓷等物体相同。由此证明:浸润和不浸润现象与现行理论中的引力无关。如果有关,强大的磁场引力会象磁铁吸引铁粉一样将远距离的液体分子聚集成团。由此证明:现行课本中以固体引力去改变“附着层”里的分子间距的理论是不成立的;用磁铁引力和非磁性物体的引力属非同一性之说也是立不住足的(《超级微观物理学基本原理》一书已统一了物质,统一了力,统一了机理,统一了现象)。虽然电磁炉和微波炉的磁粒子能使液体分子的间距变大,但它们的组织形式、运动粒子、运动性质、运动能量和万有引力即玻璃与水或玻璃与水银之间的相互作用力是完全不相同的(具体内容请见《超级微观物理学基本原理》)。
(一)全面深入思考引起液体分子间距改变的各种因素
根据现行理论即引力可以改变液体分子间距的结论。那末,永久磁场、电磁场也应当不例外。此外,还有重力、温度等因素。现在,我们采用排除法一一地进行推定。
1、重力因素
根据重力原理推论,液体表面所承受的压力比液体内部小,表面分子间距应当比内部分子间距大,这说明附着层有可能形成。但是,这一结论经不起实践的检验:在常温下,水压机对液体一般不产生压缩作用,证明重力对液体分子间距一般不产生影响;另一方面,即使液体表面分子因压强小而较内部分子稀疏,但这一机理也只适用于对水银的解释,而不适用于水。如果用这个理论去解释装在玻璃容器中的水,结果推论成了不浸润现象,这不仅是违背客观存在,而且与现行理论发生了尖锐的矛盾冲突。当然,课本中未涉及,故浸润和不浸润现象的形成与重力无关。即使与重力有关,在玻璃毛细管内的水,其中央的水分子,与周围的水分子的压强是相等的,也绝对不可能(根本不存在任何条件)产生超越本身若干倍的压力而推动周围的水分子上升。
很显然,既然加入固体分子引力大于液体分子内引力的斜面相互作用力就不可能使液体表面形成特殊的附着层,那末,加入固体引力小于液体内引力的斜面相互作用力更不可能使液体表面产生特殊的附着层。
(三)设已形成附着层后所加入的力
根据现行理论,换句话说,玻璃对水银和水银对玻璃都是一种相互作用的拉力,而不是相互作用的推力。尽管玻璃对水银的拉力很弱,但必定会产生一定的影响。
现在,我们用图表来进一步分析表达现行理论的错误“基本规律”。如图6所示。
根据现行理论,当固体引力最大时,附着层里的分子密度最大,液体内部分子密度最小;当固体引力最小时,附着层里的分子密度最小,液体内部的分子密度最大。由此可推:当固体引力为零时,附着层分子密度无限小,液体内部分子密度无限大。我们试问:排除了这个固体引力条件后,水银的所谓附着层的产生是什么力量推动的呢?岂不是自相矛盾吗?
下面,我们反复实验和深入思考固体引力是否能改变液体分子的间距和分子力:
根据现行理论即玻璃引力可以吸引水银分子的说法,水银和玻璃接触应该形成图5中的虚线部分。
图6固体引力致使附着层分子的密度与液体内部分子的密度成反比
图5水银和玻璃接触
由于玻璃对水银是一种拉力(吸力),而不是一种推力(斥力)。那末,如果玻璃靠近水银,水银会因玻璃的吸引而由B拉到A。根据玻璃引力对水银的受力,也只能由B拉到A。但按现行理论,矛盾又转向到极至:B不但没有被玻璃引力拉到A,却反而从横向施加了一条力路受力于OQ。试问,在OQ方向中的水银表面分子被拉开距离的作用力(即扩大分子间距的力)是从何而来的呢?
根据这一原理,我们将一块垂直于水平面上的玻璃片靠近一粒处于水平桌面上的水银珠。这时假定:设玻璃分子引力为1,水银分子引力为2。当两体接触时,水银引力被玻璃引力抵消了一半。所谓附着层里的分子收缩力,不但没有增加,反而产生了减少。结果导致接触面原本紧缩的水银分子受重力作用而处于“瘫痪”状态(实际分子间的相互作用力处于平衡状态)。因此,用弱小的玻璃分子引力去提高附着层里强大的水银分子的张力是绝对不可能实现的。简单地说,玻璃引力只能使水银的不浸润现象即凸出变小,凸出处的水银分子离玻璃的距离变得更近。按照现行课本中的解释推论,如果将固体引力加至无限大时,水银与固体接触可由不浸润现象变成浸润现象。在物理性质的引力作用下,真的有可能会出现这种现象吗?其实,我们就用这个最简单的直观法就能很快判断固体引力究竟能否影响液体分子间距和分子力:将垂直于桌面的玻板慢慢地靠近桌面上的水银珠,如果水银珠发生明显的形变(由球体变成扁球体),证明固体引力确实可以改变液体分子间距和分子力,水银与玻璃接触形成的不浸润现象和现行课本中的解释完全一致。如果不变,则证明现行理论完全脱离客观实际。
一、对“附着层”内外分子的受力分析
附着层是科学家根据某些原理假设的,并非采用高科技仪器观察而得。然而,这一假设是否正确呢?我们将以科学原理和客观存在来全面证明。不过,之前有必要说明,我们是以各个方面分析引力能否改变分子间距和分子力,而不局限于附着层在什么地方,任何地方都是绝对不可能存在的。因此,我们处处都要根据固体分子的引力对液体分子的受力方向、受力点、受力程度和液体分子的特性去分析固体引力能否改变液体分子间距及分子力。
当然,书中也已解释清楚了即“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”。看来,形成附着层必须具备“你扯我拉”的条件。但可惜的是,经不起理论的推导和客观存在的检验。一粒水银在引力最小的平面纸上或空中和在引力最大的平面磁铁上都呈小圆珠似的一个样,足以证明水银珠的表面根本不存在“你扯我拉”的附着层。
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