常见液体表面张力表
8液体的表面张力现象详解
接触角：在液体、固体壁和空气交界处做液体表面的 切面，此面与固体壁在液体内部所夹的角度就称为这种液 体对该固体的接触角。
q 角为锐角时，液体润湿固体; q 角为钝角时，液体不 润湿固体；如果q = 0，液体将延展在全部固体表面上，这 时液体完全润湿固体；如果q = 180º，则液体完全不润湿固
体。水润湿玻璃，故其接触角是锐角，水与洁净的玻璃润
22:34
15
3、毛细管公式
根据流体静力学原理和弯曲液面下 的附加压强公式，液体在毛细管中上升 （或降低）的高度为：
h 2a cosq gr
此式表明，毛细管中液面上升高度与液体的种类（它决定液
体的密度和表面张力系数a）、组成毛细管的材料（接触角 q与其有关）及管径有关。
22:34
16
22:34
22:34
1
22:34
2
许多现象表明，液体表面具有自动收缩的趋势，液面 的周界上受到一个拉力F，此力
3
二、表面张力和表面张力系数
在液体表面内任一截线两边， 相邻两部分液面之间存在相互作 用的拉力，此力与截线垂直并与 该处液面相切，这种力称为液体 的表面张力。表面张力是液体表 面的内力，通常把液面与固体周 界之间相互作用的拉力也叫表面 张力。因为此力跟粘附在固体周 界上的液体表面与相邻液面之间 的内力在数值上是相等的。
湿程度最大, q = 0。水银不润湿玻璃，接触角为钝角，数值 为q = 138º。
22:34
12
润湿和不润湿现象的产生，主要是由于液体分子间的 引力与固体分子与液体分子间的相互引力间的强弱对比不 同所引起的。在液体与固体接触处，沿固体壁有一层液体 称为附着层，其厚度等于液体分子间引力的有效作用距离 或液体分子与固体分子之间引力的有效作用距离。在附着 层中，液体分子受固体分子引力的合力称为附着力，受其 余液体分子引力的合力称为内聚力。当内聚力大于附着力 时，附着层内较多的液体分子被吸引到液体内部，这与液 体自由表面相类似，附着层有收缩倾向，呈现不润湿现象。 当附着力大于内聚力时，分子在附着层中的势能比在液体 内部要低得，更多的分子进入附着层，使附着层有伸张倾 向，即液体沿固体表面扩展，呈现润湿现象。
部分液体或固体的表面张力参考资料
莇 部分液体或固体的表面张力 / 表面能数据：( 25 度 C)羅 理论纯净水 (DI Water) 72 mN/m螄 环氧树脂 (Epoxy Resin) = 47 dynes/cm薀 聚酰胺类聚合物 (Polyamide) (尼龙) = 46 dynes/cm膀 纤维素 (Cellulose) = 45 dynes/cm薇 聚酯类聚合物 (PET Polymer) 约 = 43 dynes/cm薃 聚氯乙烯类聚合物 (Polyvinyl Chloride Polymer) 约 = 39 dynes/cm蚀 聚丙烯酸酯类聚合物 (Poly acrilic polymer) 约 = 35 dynes/cm薁聚乙烯类聚合物 (Poly stylene polymer) 约=33dynes/cm肄聚胺脂类聚合物 (Poly urithane polymer) 约 = 30 dynes/cm薆 矽胶类聚合物(Silicon polymer) 约 = 24 dynes/cm螀Teflon = 18 dynes/cm蚈碳氢类表面活性剂 (Hydrocarbonsurfactant)约 35 mN/m聚硅氧烷类表面活性剂 (Silicon Surfactant) 约 25 mN/m氟碳氢类表面活性剂 (Fluorinate surfactant)约 < 20 dynes/cm (0.01-0.1%)玄章壇号汀血43即1200扪怖師杠* †03 中阳分类号；趙ill 文赫掠饥禅：R乙醇水溶液农面张力的模型拟合蛊琳 时恩 蒔丈 犀胜丈 苏4T（^-军医大学药学院罚鞫化学14研室4000383M r ：甘石阵水诩融科曲恠力旳势掘吐搭.井和采用曲定迄取曲'ttrtU^PU[imprriy RUiJIf fHHW皆.均碍囲軽肝的Hl 台敷果.并ttta-乙犀jdffMb ffiiMZr.« I£■!水常理蛊页张力的Ktt«»（ ■-'）悴駅“fit% 0 5 1。
液体的表面张力
小结 表面张力 表面能
f = α ⋅l
E = αS
2α 球形液面附加压强 P S = R 2α 2α cosθ = h= 毛细现象 ρgR ρgr
Homework
• 4-10, 4-11，4-13，4-13，4-15 ， ， ，
• 2.假如两种同温度液体混合时不发生 假如两种同温度液体混合时不发生 化学反应，也不分层， 化学反应，也不分层，且体积不变 为分体积之和）， ），请你猜想混合液 （为分体积之和），请你猜想混合液 体的表面张力系数，并说明理由。 体的表面张力系数，并说明理由。
接触角
在固体与液面之间通过液 体内部的夹角。 体内部的夹角。
θ =0
完全润湿
0 <θ <
润湿
π
π
2
2
<θ <π
θ =π
不润湿
完全不润湿
液面在坚直毛细管中的改变
PA = PC = PD = P0
2α PB = PA − R = PC − ρgh
2α 2α cosθ h= = ρgR ρgr
气体栓塞 液体在细管中流动时, 液体在细管中流动时,由于存在气 泡而导致的流动受阻的现象。 泡而导致的流动受阻的现象。
完整肥皂膜
剌破一边后
肥皂膜使软线绷紧的演示
1.表面张力的大小和方向 表面张力的大小和方向 (Magnitude and direction of surface tension ）
表面张力的方向 (Direction of surface tension） ）
表面张力方向：垂直于分界线并与液体表面相切。 表面张力方向：垂直于分界线并与液体表面相切。
4α Ps = PC − PA = R
液体表面张力和温度
不同液体表面张力不同，是由于它们有不同的摩尔体积、分子极性和分子力.分子间作用力越大，密度越大，越不容易蒸发的液体，其表面张力越大，比如：水分子是由氢键缔合的，因此水的表面张力较大.液态汞原子是由金属键缔合的，其表面张力更大.一般液体表面张力系数约为40×10-3N/m左右.什么是表面张力？表面张力是一种特殊的力，它是液体(纯净液体、溶液)性质的一种表现.从微观上看，表面张力是因液体表面薄层内分子间的相互作用，它不同于液体内部分子间的相互作用，从而使液体表面层具有一种特殊性质.表面张力是分子力的一种宏观表现，在内聚力的作用下，表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小.在液体表面形成一层弹性薄膜，这样便出现了表面张力.表面张力起源于分子引力，从其作用效果来看，它属一种拉力.表面张力的表现由于表面张力向内收缩的拉力，使得水滴呈现圆状液体能否浸润固体，与其表面张力有关.表面张力系数小者，几乎能浸润一切固体;水的表面张力系数较大.它只能浸润某些固体.汞的表面张力系数更大，则仅能浸润某些金属.表面张力系数是表征表面张力大小的物理量，是讨论液体表面现象、了解液体性质的重要物理参量.它与温度、压强、密度、纯度、气相或液相组成以及液体种类等有关，通常，密度小、容易蒸发的液体其表面张力系数较小.液氢、液氦的表面张力系数很小，汞则很大.如前所述，液体表面层的分子因受到指向液体内部的拉力——分子引力的作用.表面层分子总要尽可能地向液体内部钻.这样一来，宏观上整个液面就会处在一种张紧的状态，表面上出现张力，即和液体表面共面且相切的表面张力.分子引力、表面张力的联系可用下面的事例说明类比：一直位于水平面上的小车，通过一个定滑轮在垂直向下的拉力作用下，该车上便会有一沿水平方向的力.分子引力和表面张力的关系是：前者为因，后者为果。
表面张力分子示意图表面张力的示意图表面张力与温度的关系表面张力一般随温度升高而减小，因为温度升高，分子热运动加剧，液体分子之间距离增大.相互吸引力将减小，所以表面张力要相应地减小.到达临界温度(物质以液态形态出现的最高温度)时，表面张力减小到零.通常表面张力和温度的关系成一直线;也有的表面张力虽随温度增加而减小，但不是直线关系;有的二者关系则更复杂.表1是不同温度下水的表面张力系数值.从不同的角度分析表面张力从力的角度分析：由于液体表面层分子显著地受到液体内部分子引力的作用(这其间也存在着分子斥力，只是分子引力占了优势).表面层外气体或其它液体分子的作用很小.于是，表面层内分子受力上、下不均，所以表面层分子仅受到了一指向液体内部的合引力，这一引力导致了表面层分子有向液体内部运动的趋势，宏观上便表现出液体表面具有自动收缩的趋势.众所周知，表面张力及其形成和分子引力有着密切的关系.那么，与液面共面相切的宏观力——表面张力，和垂直液面指向液体内部的微观力——分子引力合力，二者的联系如何理解?从能量的角度分析：由于液体表面层内出现了一个指向液体内部、自液面而下逐渐增强的分子引力场.液体分子由液体内部进入分子引力场，需要外力做功，其分子势能将增大(类似重力场中举起重物)，而液体分子由表面进入液体内部，其势能会减小(类似重力场中下落物体).因任何物体的势能总有减小的倾向，以便使其稳定(势能最小原理)，所以表面层的分子总想进入液体内部以获得“安稳”，从而使表面层分子的总势能尽可能减小.这一趋势宏观上使表面积趋于减小，即液面具有自动收缩的趋势.如何测量表面张力表面张力变化曲线表面张力变化曲线根据测量方法的不同，表面张力的测量方法可以分为拉板法、拉环法、悬滴法、最大气泡压力法等多种不同的测量方法。
4.液体的表面张力
二、液体的表面张力
• 动手小实验：比赛放回形针
二、液体的表面张力
虎林市高级中学
体争 验分 物夺 理秒 学， 的努 乐力 趣实 。践
，
二、液体的表面张力
• 1.液体的表面层
汽 表面层 液体
2.液体的表面张力
液面各部分间的相互吸引 力就叫做表面张力
的请 练大 习家 题完
成
学
案
上
浸润液体在细管中下降的现象。 • 2.浸润和不浸润：
• 3.毛细现象的应用与危害
四、液晶
• 1.定义：
• 2.特点： • 3.用途：
五、课堂小结
液体
液体的微观 结构
液体的表面 张力
浸润和 不浸润
毛细现象
难压缩
定义
定义
定义
流动性
方向及效果
微观解释
微观解释
非晶体
产生原因
六、学以致用
虎林市高级中学
普通高中课程标准实验教科书 选修3-3
3.4 液体的表面张力
虎林市高级中学
贾国才
仔细观察图片ຫໍສະໝຸດ 仔细观察图片一、液体的微观结构
• 1.液体的性质 • 2.液体的微观结构：液体的分子间距离大约为r0，相互
作用较强，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近 做微小的振动，这一点跟固体分子的运动情况类似。但液 体分子没有固定的平衡位置，它们在某一平衡位置附近振 动一小段时间后，又转到另一个平衡位置去振动。这就是 液体具有流动性的原因。这一个特点明显区别于固体。
N
在液体表面设想一 条任意直线，把液 面分成两个部分
①
液体的表面张力详解
凸液面：pi
p0
2
R
凹液面：pi
p0
2
R
四.球形液泡的内、外压强差
如图,由于球形液泡很薄，有内 外两个表面，内外膜半径近似相 等，设A、B、C 三点压强分别为
PA 、PB 、PC ，则：
CB A R •O
2
PB PA R
2
PB PC R
PA2R PC2R
4
PC PA R
液泡内压强大于液泡外压强，并与半径成反比。
• 体积一定, 球体的表面积最小;
(4). 表面张力系数（定义一）
设想在液面上画一条直线 F
段，线段两侧液面均有收缩的
趋势，即有表面张力作用，该
力与液面相切,与线段垂直，指
向各自的一方,分别用F 和F′表 示，这恰为一对作用力与反作
F
用力， F = -F′。
由于线段上各点均有表面张力作用,线段越长,则合
的球形？
表面张力的演示实验（1）
圆形金属框上沾有肥皂泡沫，若将膜面上的棉线圈内部的 膜戳破，那么棉线圈将被液体的表面张力拉成圆形；
表面张力的演示实验（2）
橄榄油滴浮在同密度的水和酒精 的混合液体中，由于表面张力的 作用，油滴形成完美的球形。
一、表面张力
1.现象：
(1).液体表面有收缩到最小的趋势； Nhomakorabea•
•
B
C
(2)液体不润湿管壁
毛细管半径为r，液面 的曲率半径为R，有：
毛细管刚插入水银中时， θ为钝角,管
内液面为凸液面，PC = P0 , PB＞ P0 , B、
C 为等高点，但PB ＞ PC ，所以液体
不能静止，管内液面将下降，直至找
到等压点为止，有：
液体的表面张力详解
表面张力的演示实验（1）
圆形金属框上沾有肥皂泡沫，若将膜面上的棉线圈内部的 膜戳破，那么棉线圈将被液体的表面张力拉成圆形；
表面张力的演示实验（2）
橄榄油滴浮在同密度的水和酒精 的混合液体中，由于表面张力的 作用，油滴形成完美的球形。
一、表面张力
1.现象：
(1).液体表面有收缩到最小的趋势；
任何弯曲液面都对液体产生附加压强；
附加压强方向恒指向弯曲液面的曲率中心；
三、球形液面的附加压强---拉普拉斯公式
设有一半径为R的球形液滴，其表 面张力系数为，是凸液面，则液 滴表面层内外的压强:
P内＝P外ps
在液体表面，取微小球冠形液 体元，球冠的边缘线l存在表面张 力F，沿球冠表面切线方向。
由于球冠很小，忽略其重力。
受力分析：
P内 r2, P外r2, 表面张力F
P外
r
l
F//
l
p内
R F
F
沿边缘线一周，F//相互抵消，作 用在球冠边缘线上 的表面张力的合 力为：
F F F s is n i l n l sin
l 2r
受力平衡： P内 r2P外 r2F
P内P外2srin
sin r
R
P内P外
热学
讲课顺序：1、按照竞赛真题题型来讲 抓住重点、突破难点
2、新增内容
真题研究：1、题目的构成 2、包含的概念、规律、方法 3、重点难点 4、易错点 5、拓展点
表面张力现象
为什么水面上的小昆虫能在水面上 行走，而不会沉入水中？
牛奶滴落在盘中的瞬间飞 溅情形，呈现球状，在盘 上方的牛奶呈现近乎完美
(2).液面像紧绷的弹性薄膜。
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。
《溶液的表面张力》课件
3
使用单位注意事项
使用单位时应根据具体情境选择合适的单位，以 避免误差。
表面张力影响因素
溶质
溶液中的溶质会影响表 面张力，通常溶质浓度 越高，表面张力越大。
温度
温度对表面张力有一定 影响，一般来说，温度 升高会使表面张力减小
。
压力
压力对表面张力影响较 小，但在高压情况下， 压力对表面张力有一定
影响。
气体吸附
气体在液体表面的吸附 会影响表面张力，吸附 的气体越多，表面张力
越大。
02
溶液的表面张力原理
表面张力的物理意义
01
表面张力是液体表面所受到的垂 直于液面方向上的拉力，单位为 牛顿每米（N/m）。
02
表面张力反映了液体分子在表面 层中的自相结合力，使得液体表 面尽可能缩小。
表面张力的形成机制
生物分子相互作用
表面张力可以影响生物分子间的 相互作用，如蛋白质与表面的相 互作用、细胞与表面的相互作用 等。
在日常生活中的应用
防水涂层
表面张力较低的涂层可以防止水滴在 物体表面形成连续的水膜，从而起到 防水作用。
清洁剂
表面张力较低的清洁剂能够更好地渗 透到物体表面的细小缝隙中，从而更 有效地清洁物体。
实验步骤
01
用移液管取一定量的待 测溶液，滴加到 Wilhelmy板上，使其完 全浸没在溶液中。
02
03
等待一段时间，使 Wilhelmy板与溶液达到 平衡状态。
用天平测量Wilhelmy板 及溶液的重量（m2）。
04
根据公式计算溶液的表 面张力：σ = (m2 m1) / A，其中A为 Wilhelmy板的面积。
。
表面张力与溶液的浓度有关，一 般来说，溶液的浓度越高，其表
5.1液体表面张力
（2）表面张力系数
f
L
（3）表面张力系数的影响因素
液体种类 温度 杂质
课后作业
12 34
爬虫
雨
毛细现象
水丘
伞
谢谢！
敬请批评指正
大学物理
5.1 液体的表面张力
主讲： 远景学院 刘婷婷
课前导入
咏露珠
韦应物
秋荷一滴露，清夜坠玄天。
将来玉盘上，不定始知圆。
目录
CATALOG
01 液体表面的张力现象
02 形成表面张力的微观机制
03 表面张力的定量描述
01 液体表面张力现象
Tension Phenomenon
5.1.1 液体表面张力现象
5.1.2 表面张力的微观机制
（1）表面层 液体表面，厚度等离略大于分子间的平衡距 离r0，分子间表现为引力 (108 m) 结论：存在与液体表面，由于分子间的吸引力 引起，使液体表面具有自发收缩趋势的力称为 液体的表面的张力，方向沿着液面的切线方向
（1）现象 液体与气体接触的表面，液体表面有收缩成最小的趋势。
5.1.1 液体表面张力现象
（1）现象 液体与气体接触的表面，液体表面有收缩成最小的趋势。 （2）实验演示
（3）表面张力 液体表面促使液面收缩的力 表面张力的方向： // 液面、⊥周界（液面的边缘）
02 表面张力的微观机制
Application
03 表面张力的定量描述
Quantitative description
5.1.3 表面张力的定量描述
（1）表面张力的定义式 f L
（2）表面张力系数
f
L
垂直作用到单位长度周界上的表面张力。
单位:牛/米(N/m）
25摄氏度乙醇的表面张力
25摄氏度乙醇的表面张力25摄氏度乙醇的表面张力表面张力是指液体表面对外界物体（如玻璃、金属、塑料等）的作用力，这种力表现在液体表面附近一个厚度为几个分子层的区域内，称为表面层或界面层。
表面张力的大小取决于液体表面附近分子之间的相互作用力，通常用垂直于液体表面单位长度上施加在表面上的力来度量，单位是N/m或J/m²。
不同的液体的表面张力是不同的，同一液体在不同温度下的表面张力也有所差异，本文主要探究25摄氏度下乙醇的表面张力。
乙醇是一种常见的酒精，其分子式为C2H5OH，是一种无色透明易燃液体，具有刺激性气味。
乙醇在室温下为液体，但其沸点仅为78.4摄氏度，比水低很多，因此常在实验室中用作溶剂。
那么在25摄氏度下，乙醇的表面张力是多少呢？首先需要了解乙醇分子的结构和性质。
乙醇分子由一个由碳、氢、氧原子组成的主链和一个羟基（-OH）基团组成，呈现出极性，即分子中含有极性键。
这一特点决定了乙醇分子之间相互作用的性质，即通过氢键相互作用。
要计算乙醇的表面张力，需要先了解一些基本的物理概念。
液体中的分子为了占据最小的表面积而呈现出收缩的趋势，从而表现出表面张力。
在接触角是45度的情况下，液体表面的相平衡方程为：γlv = γsl + γsv·cosθ其中，γlv为液体-气体界面的表面张力，γsl为固体-液体界面的表面张力，γsv为固液表面张力，θ为液体表面的接触角实验表明，在25摄氏度下，乙醇的表面张力为0.0221N/m。
值得一提的是，与一些其它液体相比，乙醇的表面张力比较小，说明乙醇分子之间的相互作用力比较弱。
这也可以从乙醇的氢键结构中得到验证，乙醇分子之间的氢键作用力相对较弱，正如前面所提到的，一般情况下，表面张力与液体中分子之间的相互作用力密切相关。
随着温度的升高，乙醇的表面张力将会减小。
这是因为表面张力是由于液体分子在液体表面层中旋转和随机运动造成的，这个过程受温度影响。
如果液体温度升高，分子的动能增加，分子表面的振动会增强，从而导致表面张力减小。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
常见液体表面张力表
液体表面张力是指液体表面上的分子间相互作用力，它使得液体表面具有一定的弹性和抗拉性，表现为液体表面的收缩和在表面形成一个一定的张力。
以下是一些常见液体的表面张力表：
- 水：72.8 mN/m
- 乙醇：22.3 mN/m
- 甲醇：22.6 mN/m
- 丙酮：23.5 mN/m
- 水银：485 mN/m
- 液态铅：1,580 mN/m
- 液态锡：500 mN/m
表面张力与温度、压力、溶解度等因素有关，不同液体的表面张力也有所区别。
在实际应用中，人们可以通过测量液体表面张力来了解液体的性质，如液体的纯度、浓度、分子大小等。
- 1 -。