3 表面张力和毛细现象-修改
液体的表面张力与毛细现象
液体的表面张力与毛细现象液体的表面张力和毛细现象是液体性质中的重要现象，对于我们日常生活和实际应用中的许多现象都有着深远的影响。
本文将探讨液体的表面张力和毛细现象的基本概念、原理及其在实际应用中的重要性。
一、表面张力的基本概念和原理表面张力是指液体表面单位长度所受到的拉力。
简单来说，液体的分子之间存在着相互吸引作用，使得液体表面上的分子相对内部分子受到的吸引力更大，因此表面上的分子会聚集在一起，形成一种紧绷的状态，从而对外界施加一定的拉力，这就是表面张力的基本原理。
液体的表面张力可以通过实验测定。
一种常见的实验方法是用一根细长的尺子轻轻放在放满液体的容器上，观察尺子浸入液体后液面的变化。
我们会发现，在尺子与液体相接触的地方，液面略微凹陷下去，形成一个凹陷的曲面。
这是由于液体表面张力的作用在液面上形成了一个弯曲的力平衡结构。
二、液体的表面张力的应用液体的表面张力具有广泛的应用价值。
以下列举几个常见的应用：1. 液体的润湿性与不润湿性：液体对于固体表面的润湿性与不润湿性与其表面张力有密切关系。
液体对固体表面的润湿性取决于液体在固体表面上的张力，当液体分子与固体表面相互吸引时，液体能够充分展开在固体表面上，使得固体表面被液体完全润湿。
反之，当液体分子与固体表面相互排斥时，液体在固体表面上呈现珠状，无法完全润湿。
这一现象被应用于许多地方，例如润滑剂、防水材料等。
2. 液体的蒸发现象：液体的表面张力对液体的蒸发速率有直接影响。
在液体表面，由于液体表面张力的存在，会形成一个弹性薄膜，这会导致液体表面附近的分子距离较大，能量较高，更容易跳出液体表面而发生蒸发。
因此，表面张力较大的液体蒸发速率也相应较快。
三、毛细现象的基本概念和原理毛细现象是指液体在细长管道（如细玻璃管或细毛细管）中上升或下降的现象。
这种现象的产生是由于液体的表面张力和液体与固体管壁之间的相互作用。
在细长管道中，液体的表面张力会使得液面上升，这是因为管道的内径较小，液面分子之间的相互吸引力大于液体与管道之间的相互作用力，从而表现出上升的现象。
物态变化解析物质的表面张力与毛细现象
物态变化解析物质的表面张力与毛细现象物质的表面张力与毛细现象是关于物态变化的重要探讨话题。
本文将从物质的属性、表面张力的定义与实验方法、液体的毛细现象等方面进行分析。
1. 物质的属性物质是由分子或离子组成的，它们之间的相互作用力决定了物质的性质。
在气体状态下，分子之间很少相互作用，而在液体和固体状态下，由于分子之间的引力和斥力，物质会显示出不同的性质。
2. 表面张力的定义与实验方法表面张力是液体表面上的分子间作用力所造成的现象。
它是由于分子间吸引力导致表面上的分子受到垂直入射的力，从而使得表面呈现出拉紧状态。
实验上，可以使用浸水法或者测量液体滴在固体表面的形态变化来确定表面张力的大小。
3. 液体的毛细现象毛细现象是液体在细小管道或毛细管中产生的现象。
当管道的直径小于液体的容积平衡时，液体会因为与管道壁的表面张力而上升或下降，形成毛细现象。
这个过程受到重力、表面张力及管道尺寸等因素的影响。
4. 表面张力与物质的相变表面张力是物质在相变过程中一个重要的因素。
例如，在液体与气体的相变中，当液体的表面张力大于气体与液体界面的表面张力时，液体会形成一个凸起的球状形态，使得液体呈现出滴状。
相反，当液体的表面张力小于气体与液体界面的表面张力时，液体会扩散开来，呈现出薄薄的液膜状。
5. 表面张力的应用表面张力广泛应用于液体的浮力、沉降速率、泡沫稳定性等方面。
举例来说，由于表面张力的存在，水滴在湿润的表面上能形成一个凸起的球形，这使得水滴在叶片上能够较轻易滑落，避免水分的滞留而导致植物病害的发生。
总结：物质的表面张力与毛细现象是物态变化中重要的现象。
液体的分子间作用力决定了表面张力的大小，而毛细现象则是液体在细小管道中表现出来的特性。
表面张力在相变过程中也起到重要的作用，并且广泛应用于浮力、沉降速率以及生活中的一些实际问题。
理解和掌握这些概念对于物质的性质研究和应用有着重要的意义。
毛细现象原理及生活中的应用
点毛细击现添象原加理标题
毛细管作用
当液体进入细管状物 体(如玻璃管)时，由 于表面张力的作用， 液体在细管内上升， 直到达到与重力平衡 的状态。这种现象就 是毛细现象
2
毛细现象在生 活中的应用
毛细现点象击在生添活加中的标应题用
毛细现象在日常生活 中有着广泛的应用， 以下是一些例子
植物吸水
毛细现点象击在生添活加中的标应题用
植物通过毛细现象吸 收水分。根系中的细 小管道能够让水分上 升到植物的茎和叶子 中。这就是为什么在 干旱时期，植物可以 通过根系吸收尽可能 多的水分，并在叶片 中释放出来，以保持 水分平衡
毛细现点象击在生添活加中的标应题用
印刷和涂漆
毛细现点象击在生添活加中的标应题用
在印刷和涂漆行业中，毛细现象也被广泛利用。油墨或 油漆可以通过毛细作用沿着纸或物件的表面扩散，从而 达到印刷或涂装的目的
毛细现点象击在生添活加中的标应题用
温度计和气压计
温度计和气压计中的水银柱能够 通过毛细现象上升和下降。当温 度变化时，水银的体积会改变， 从而改变了水银柱的高度。同样 地，气压的变化也会影响水银柱 的高度。这是因为气压的变化会 导致水银柱中的大气压力变化， 从而引起水银柱的高度变化
毛细现点象击在生添活加中的标应题用
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毛细现象原理及生活中的 应用
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1 毛细现象原理 2 毛细现象在生活中的应用 3 小结
1
毛细现象原理
点毛细击现添象原加理标题
毛细现象是指液体在细管状物体内侧由于表面张力作 用，克服地心引力而上升的现象
x
这一现象在生活中很常见，以下是一些基本的原理和 解释
流体的表面张力和毛细现象
流体的表面张力和毛细现象流体的表面张力和毛细现象是液体力学中重要的概念，它们对于理解和解释许多自然现象和工程应用具有重要意义。
本文将围绕流体的表面张力和毛细现象展开讨论，并探索其背后的物理原理和实际应用。
一、表面张力的概念及原理表面张力是指液体表面处分子间存在的相互作用力所表现出来的力。
液体分子之间存在吸引力，使得液体表面处的分子相对于内部的分子所受到一个净向内的作用力，导致液体表面呈现出类似于弹性膜的性质，这就是表面张力。
表面张力的强度决定了液体表面的特性，对于液体的凝聚性、润湿性以及与固体的相互作用有重要影响。
表面张力可通过实验测量得到，常用的实验方法包括测量液体在浮体上的起伏高度、测量液体的静水压强以及测量液滴的形态等。
表面张力的数值通常用单位长度的力来表示，国际单位制中以N/m表示。
二、毛细现象的定义及原理毛细现象是指液体在细小的毛细管内上升或下降的现象。
当液体与毛细管接触时，由于液体与固体间的相互作用力，液体在毛细管中会产生一定的上升或下降效应，这就是毛细现象。
毛细现象广泛存在于自然界和工业应用中，如植物的输水现象、药丸溶解以及吸管吸水等。
毛细现象的产生与表面张力密切相关。
当液体进入细小的毛细管内时，其表面张力会对液体产生一个向内的作用力，导致液面在毛细管内呈现弯曲或上升的形态，直至与液体内部的重力产生平衡。
毛细现象符合普通的液体静力学原理，可以通过毛细管的直径、液体的性质以及环境条件等因素来调控。
三、流体表面张力和毛细现象的应用流体的表面张力和毛细现象在许多实际应用中有着重要的作用。
下面将介绍一些相关的应用。
1. 毛细管现象在植物中的输水过程中起着重要作用。
植物通过根部吸水，利用毛细管现象将水分输送到树叶，并通过蒸腾作用将水分蒸发到空气中。
2. 在医药领域，毛细现象被用来研究药物的溶解速率和释放速度，通过控制毛细管的直径和液体的性质，可以调控药物的释放速度，从而实现针对性的治疗效果。
胶体化学第4章 表面张力 毛细作用和润湿作用
则x与y各增加dx和dy 。
Young-Laplace 公式
移动后曲面面积增量为： dAs (x dx)( y dy) xy
D'
x dx C'
o'
xdy ydx (dydx 0)
增加这额外表面所需功为
A'
D
dz
B'
C
y
o
Wf g xdy ydx
克服附加压力所作的功为 W ' psdV dV xydz
第四章 表面张力、毛细作用和 润湿作用
附加压力
表面现象
表面润湿 表面吸附
蒸汽压
毛细现象
表面张力和表面能
ps
界定：界面和表面
什么是界面?
不同相态之间，两相紧密接触、约有几个分子厚度的 过渡区，称为该两相的界面（interface）。
常见的界面有：
液体 界面 性质
气-液界面 液-液界面 液-固界面
气-固界面 固-固界面
液体界面性质的研究内容
研究对象： 液-气界面性质; 液-固界面性质; 液-液界面
基本内容： 1、物体表面会发生怎样的物理化学现象 2、物体表面分子和内部有何不同 3、界面现象对体系性质的影响
前沿热点、实际应用：
1、超临界干燥技术 2、仿生材料——超疏水、超亲水材料 3、分子子组装膜；LB膜。。。。。。
狭义的表面吉布斯自由能：
g
G ( A ) p,T ,nB
保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，
Gibbs自由能的增加值称为表面Gibbs自由能，或简称表
面自由能或表面能，用符号g 或 表示，单位为J·m-2。
等温、等压条件下，可逆的增加单位表面积时，环 境对体系所做的功转化为表面层分子的吉布斯自由能。
表面张力和毛细现象
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1. 洗涤剂
用于清洁衣物、餐具等，通过降低表 面张力使污渍更容易被去除。
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2. 化妆品
用于护肤品、彩妆等产品中，改善皮 肤和头发的质感，增加产品的稳定性。
4. 医药领域
用于药物制备、注射剂等，提高药物 的溶解度和稳定性。
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3. 食品工业
用于食品添加剂、乳化剂等，提高食 品的口感和稳定性。
生物学中的表面科学
在生物学领域，表面张力在细胞膜的结构和功能 中发挥重要作用，细胞膜的表面张力与细胞生长、 分裂和迁移等生理过程密切相关。
表面张力还影响生物分子在水溶液中的自组装和 相互作用，从而影响生物分子的结构和功能。
环境科学中的表面科学
在环境科学中，表面张力被用于研究 水与土壤、空气之间的界面现象，如 水滴在土壤表面的润湿和扩展，以及 水蒸气在植物叶片表面的凝结等。
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总结词
1. 阴离子型表面 2. 阳离子型表面 3. 非离子型表面 4. 两性离子型表
活性剂
活性剂
活性剂
面活…
常见的表面活性剂包括阴 离子型、阳离子型、非离 子型和两性离子型等，它 们具有不同的特性和应用 范围。
如肥皂、洗涤剂等，其分 子中的亲水基团被负离子 覆盖，具有较好的去污和 清洁能力。
不同物质具有不同的表面张力，因为分子 间的相互作用力不同。
气体在液体表面的溶解
气体在液体表面的溶解会使表面张力减小。
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毛细现象
毛细现象的定义
01 毛细现象
是指液体在细管或细孔隙中上升或下降的现象。
02 毛细管
是指细小的管道或孔隙，其直径通常小于液体的 最大分子直径，因此能使液体在管内或孔隙中产 生毛细现象。
毛细现象的原理及应用
毛细现象的原理及应用1. 毛细现象的定义毛细现象是指液体在细小通道或细管道中的运动现象。
2. 毛细现象的原理毛细现象的原理主要由三个因素决定：表面张力、几何形状和液体与固体之间的相互作用力。
2.1 表面张力表面张力是指液体分子与空气或其他液体分子之间的相互作用力。
在毛细现象中，表面张力起到了关键作用。
当液体分子相互吸引时，液体分子内部的吸引力比液体分子与空气或固体之间的相互作用力强，液体会减小表面积，形成一个曲面。
这就使得液体能够在细小通道或细管道中存在，并且能够克服重力作用，上升或下降。
2.2 几何形状细小通道或细管道的几何形状也对毛细现象起到重要的影响。
细小通道或细管道的直径越小，液体的曲率越大，这就增加了液体在通道中存在的能力。
而通道的形状也会影响液体在通道中上升或下降的速度和方向。
2.3 液体与固体之间的相互作用力液体与固体之间的相互作用力可以通过液体在通道中的表面高度差来体现。
当液体与固体的作用力更大时，液体在通道中的表面高度会受到更多限制，液面会下降；而当作用力更小时，液体在通道中的表面高度会上升。
3. 毛细现象的应用毛细现象有着广泛的应用，下面列举几个常见的应用领域。
3.1 纸张吸水性能毛细现象能够影响纸张的吸水性能。
纸张的纤维间隙较小，液体在纸张上的表面张力会使液体迅速渗入纸张纤维间隙中，形成毛细吸水。
这是纸张具有很好吸水性能的原因之一。
3.2 植物的液体运输植物通过毛细现象实现了在细小血管中的液体运输。
水从植物的根部吸收进入根毛的细胞内，并通过毛细现象在细小通道中上升，最终被输送到植物的其他部分。
3.3 细管和毛细管的液体传输在实验室中，细管和毛细管被用于液体的传输。
毛细现象可以使得液体在细管道中上升，从而实现液体的传输和分离。
3.4 墨水笔和钢笔的写字原理墨水笔和钢笔的写字原理就是利用了毛细现象。
墨水或者墨汁通过笔尖的细小通道，在纸上形成一条细线。
通过控制毛细现象，我们可以控制笔尖上墨水的流动，从而实现书写。
液体的表面张力和毛细管现象
液体的表面张力和毛细管现象液体的表面张力和毛细管现象是液体力学中重要的概念，在物理学和化学领域有着广泛的应用。
表面张力是指液体表面上存在的一个力，使液体的表面呈现出拉紧、凹陷的趋势。
而毛细管现象是指液体在细管内的特殊现象，在细管内形成上升或下降的柱状液体。
一、表面张力表面张力是液体表面上由于分子间作用产生的一种表现。
液体分子在表面会受到来自内部及其它分子的吸引力，而受到的拉力使得液体表面呈现出紧绷状态。
表面张力的实验观察可以通过将不同材质的物体放在水面上，观察到水的表面会呈现出收缩状，并且能够支持小的物体漂浮在表面上。
这种现象存在的原因是液体的分子内聚力要大于与空气接触的力。
液体的表面张力可以通过测量接触角来定量表征，接触角是液体与固体表面接触时，液体表面和固体表面所成的角度。
当接触角较大时，表面张力较小；当接触角较小时，表面张力较大。
二、毛细管现象毛细管现象是指液体在细管内的特殊行为。
当细管直径很小的时候，液体会在细管内形成柱状液体，呈现出上升或下降的现象。
毛细管现象可以通过吸管或细玻管放入液体中，观察到液体在细管内上升或下降的高度较高。
这是因为细管内液体上升或下降的力是由液体的内聚力和与固体接触面张力共同作用的结果。
液体上升或下降的高度与细管直径、液体的性质以及重力等相关。
根据毛细管公式，液体的上升或下降高度与细管半径呈反比关系。
毛细管现象在生活中有着广泛的应用，例如植物的输送水分和血液在血管中的运输等。
三、液滴形成与合并液滴形成和合并是表面张力和毛细管现象的另一个重要表现。
当液体从容器中流出时，液体会形成液滴；而当两个液滴接触时，液滴会合并为一个较大的液滴。
液滴形成和合并的原因是液体的分子间相互作用力导致液面的凹陷和凸出，进而形成液滴或液滴的合并。
液滴的形成和合并过程对液体的性质和表面张力有一定的要求。
较小的液滴形成需要液体的表面张力较大，而较大的液滴合并则需要液体的表面张力较小。
结论液体的表面张力和毛细管现象是由液体分子间的相互作用力所导致的重要现象。
小学三年级上册科学《神奇的水》水的毛细现象和表面张力
❖水沿着有孔隙的材料 往上“爬”或向四周 扩散的现象，叫做毛 细现象
生活中的毛细现象
❖ 说一说，生活中哪些事情应用到毛细现象？
用粉笔吸墨水
生活中的毛细现象
酒精沿着棉 线上升
毛笔蘸墨写字
海绵吸水
活动2：做一枚硬币上能容纳多少滴 水的实验。
我的猜测：一枚硬币上能容纳 滴水。
实验结果：一枚硬币上容纳了 滴水。
这时，我观察到水表面的形状（可以画 图或者用文字描述）：
▪水的表面有一种 互相拉着的力,使 其表面尽量缩小, 这种力叫做水的 表面张力。
生活中属于水 的表面张力的
现象
水黾在水面上滑行
课后作业:
1、把你今天学到的水的神奇之处告诉家长。
2、预习p.33、34页，要求自己通过实验研究 水还有哪些神奇的地方，准备下次交流。
苏教版三年级科学(上册)
神奇的水
——水的毛细现象和表面张力
教学目标
1.通过实验，学生知道水能产生毛细现象，了解毛 细现象在生活中的运用。
2.通过实验，学生了解水的表面张力，了解表面张 力在生活中的运用。
3.学生在探究过程中，能够细心观察，尊重事实， 培养情感态度和价值观。
❖ 水会往低处流，还会往其他方向移动吗？
实验要求：
1.依次把粉笔、玻璃棒、卫生纸等实 验材料的底部垂直放入水中十秒钟， 观察水的情况。
2.实验中器材要轻拿轻放，以免损坏 器材，注意安全与卫生。
活动1：研究水能沿பைடு நூலகம்哪些物体向上“爬”？
我的 预测
实验 结果
粉笔
玻璃棒
卫生纸
布条
塑料尺
注意：在能使水向上“爬”的物体下面打“√”，在不 能使水向上“爬”的物体下面打“×”。
再见！
从墙脚潮湿谈起_毛细现象与表面张力
夏天如果电冰箱因停电等原因 圈内的肥皂液薄膜时， 就会看到小
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流”是一个常识，那为什么墙体内和 体的密度、毛细管内壁的半径、当地 利用吸水纸（例如卫生纸）等的吸水
树木等植物体内的水会往高处“流” 重力加速度）。 从这个公式可以看 性质， 可以轻易吸掉不小心滴落在
呢？ 原来，这是液体表面张力作用的 出，只要毛细管足够细即 r 足够小， 书上的墨汁； 同样的方法可吸去衣
润玻璃，但能湿润锌。
就要“渴”死呢？ 不会。 原来，当根系
橄榄油在酒精溶液中呈球形
既然表面张力的本质是毛细现 处的水被植物“喝”了之后，地下水
象，那么毛细管内液体上升（对湿润 就会源源不断地沿着土壤中的毛细
和内聚力送上来） 吸到树顶的叶子 液体，例如水对于玻璃）或下降（对 管升上来补充……
中来了。 而这一系列的“吸”，都离不 不湿润液体，例如水银对于玻璃）的
（例如铺油毡） 和外墙防水层之外， 四处渗漏成灾。
高达百余米，最高达 156 米！ 所以，
在装修时还要用专门的防水剂做好
当然， 使内墙壁潮湿的原因很 包括这棵杏仁桉、高 142 米的红杉、
内墙防水层， 以彻底切断这些毛细 多，例如江南梅雨季节的潮湿。 此时 高 132 米的王桉等，才是“毛细管送
管。 其中，外墙防水层防止雨水等从 应加强通风（晴天多开窗），用生石 水”的“大巫”！
面，形成更多更细的毛细管，以便把 地下的水分引上来。 在动物体的组 织中， 毛细现象的应用更是随处可 见— ——毛 细 血 管 就 是 典 型 的 实 例 。 由此可见， 毛细现象对于宇宙生命
的橄榄油球实验， 从而看到液体的 “庐山真面目”— ——球形。 取适当比 例的水和酒精混合，把（一滴）橄榄 油滴进去之后， 它会悬浮在酒精溶 液中间。 此时，如果您用的是方形容
神奇的表面张力和毛细现象(修改20120822)
神奇的表面张力和毛细现象赵理阳作者简介：赵理阳，男，14岁，四川师范大学附属实验学校初2013级7班。
摘要：表面张力及其引发的毛细现象在日常生活和生产中都有着广泛的应用。
本文列举了生活中有关表面张力和毛细现象的一些有趣实例，并予以解释分析，得出了这类现象的一般性结论。
关键词：表面张力；毛细现象生活中有很多有趣的东西值得我们去思考和探索，下面就是我们常见的一些感觉很神奇的现象：1）夏天的清晨，圆滚滚的露珠在荷叶上滚动，晶莹剔透。
荷叶上的水珠，较小的几乎呈现球形，较大的则由于重力中用呈现橄榄球状。
2）有些小昆虫“轻功”极好，可以做到“水上飘”，在池塘水面上行走自如。
3）家里用的不粘锅锅底跟荷叶一样，是怎么做到不粘水的呢？4）常言说“水往低处流”，植物的根茎和树干里面却是“水往高处走”，是什么力量把地下的水分输送到远离底面数十米高的树冠呢？实际上，这些都是液体的表面张力和毛细现象所引发的。
1. 什么是表面张力液体（如水、油等）具有一种使表面收缩的力量，它可以使整个表面处于紧绷的状态，这种力量叫做“表面张力”，荷叶上的水呈现球状，水龙头滴下的水滴呈现圆形，都是表面张力作用的结果。
表面张力是一种物理效应，水与空气相接触时，会形成一个表面层。
在这个表面层内存在着的相互吸引力就是表面张力，它能够使水的液面自动收缩。
处于水体表面层中的水分子比水体内部水分子稀疏，由于表面张力的作用，使得水体表层犹如一张绷紧的薄膜，有收缩趋势，从而使得水体尽可能地缩小它的表面面积。
球形是一定体积下表面积最小的几何形体，在表面张力的作用下，液滴总是力图保持球形。
树叶、荷叶上的的小水珠和焊接金属时熔化后的小滴焊锡是呈现球形的，这就是表面张力的作用。
由于表面张力，密度比水大的缝衣针和实心铝制硬币都可以漂浮在水面；密度比水大的水蜘蛛等能在水面上健步如飞。
杯子中的水，能高于杯口的平面呈球面，这也是因为表面张力。
2.浸润与不浸润分子物理学告诉我们，液体分子的内聚力作用在液体表面形成表面张力。
液体的表面张力与毛细现象
液体的表面张力与毛细现象液体的表面张力和毛细现象是物理学中关于液体性质和行为的重要研究内容。
液体的表面张力是指液体表面上存在的一种表面能，它使液体表面有一个膜状的紧张力。
毛细现象是液体在细小孔洞或细管中迅速上升或下降的现象。
本文将对液体的表面张力和毛细现象进行介绍和解释。
一、液体的表面张力液体的表面张力是指液体表面上的一种表面能，由于液体分子引起的相互作用力造成了液体内部和外界的不平衡，使液体表面具有一定的张力。
表面张力使得液体表面形成一个膜状的紧张力，使得液体在与其它物体接触时表现出特殊的性质。
液体表面张力的大小与液体分子间的相互作用力有关。
一般来说，分子间的吸引力越强，表面张力就越大。
例如，水的表面张力比大多数液体都要大，因为水分子之间的氢键相互作用较强。
液体的表面张力也与温度有关，温度升高会使分子的运动增大，分子间相互作用减弱，从而导致表面张力的降低。
液体的表面张力对很多日常现象和工业应用具有重要影响。
例如，在昆虫走在水面上的时候，水面之所以能够承受昆虫的重量，是因为水的表面张力能够形成一个能够支撑昆虫的膜状结构。
同时，液体的表面张力也会导致水滴呈现球状，因为球状能够使液体表面积最小，从而使表面张力能量最小化。
二、毛细现象毛细现象是指液体在细小孔洞或细管中迅速上升或下降的现象。
液体在细小孔洞或细管中的表现是由液体的粘性和表面张力共同决定的。
在细小孔洞或细管中，液体的表面张力会使液体表面具有曲率，产生一个向内的压强。
与此同时，液体的粘性会阻碍液体分子的流动。
当液体在细小孔洞或细管中上升时，液体的重力与表面张力和压强之间达到平衡，从而产生毛细上升现象。
当液体粘性较大时，液体上升速度较慢；反之，当液体粘性较小时，液体上升速度较快。
毛细现象在生活中有许多实际应用。
例如，毛细现象可以解释为何细管中的液体可以上升，这种现象被用于血液在人体血管中的输送。
同时，毛细现象也是很多精确测量工具的基础，例如毛细管测压计和毛细管电泳等。
水的毛细现象和表面张力实验报告
实验一：会爬升的水
水慢慢沿毛巾向上（）,并越过水槽上沿,从另一端滴下。
实验二：团结的水பைடு நூலகம்
一枚硬币上可以装（）滴水。
实验结果：
1、水能沿着像毛巾这样有孔隙的材料（）,这就是毛细现象。
2、水的表面有（）。
课外拓展：有一瓶水，一条布片，一盆花，怎样可以使花喝到水？
自然探秘兴趣班实验报告
实验周次
第八周
实验年级
自然探秘兴趣班
实验人员：
实验名称：神奇的水（水的毛细现象和水的表面张力）
实验器材：一条毛巾、水槽、硬币、胶头滴管、水、托盘
实验步骤：
实验一：会爬升的水
1、在水槽中倒入三分之二的水。
2、将毛巾搭在水槽边上，一端浸入水中，一端在水槽外，仔细观察毛巾的变化。
实验二：团结的水
用滴管一滴一滴的往硬币上滴水，观察一枚硬币可以装多少水？
流体力学中的流体中的表面张力与毛细现象
流体力学中的流体中的表面张力与毛细现象流体力学是研究流体力学特性和流体行为的学科。
其中，表面张力和毛细现象是流体力学中的重要概念和现象。
本文将探讨流体中的表面张力和毛细现象，分析其原理和应用。
一、流体中的表面张力表面张力是指液体表面分子间相互吸引力所产生的张力。
在液体内部，分子之间的相互作用力是各向同性的，而在液体表面，由于缺乏相邻分子的吸引力，表面分子表现出更强的相互吸引力。
这种吸引力使得液体表面具有薄膜状的特性，形成了一个能够抵抗外界作用的弹性界面。
表面张力对流体的性质和行为有重要影响。
它是液体静力学和动力学性质的基础之一。
比如在液滴形成和液体间的分离过程中，表面张力决定了液滴的形状和液体分离所需的能量。
此外，表面张力还能够影响液体的浸润性和液体在毛细管中的行为。
二、毛细现象毛细现象是指细长管道或毛细管中液体的上升或下降现象。
这种现象是由于表面张力和容器与液体相互作用力共同作用的结果。
根据杨-卡普拉斯定律，毛细现象中液体的升降高度和毛细管半径成反比。
也就是说，当毛细管半径减小时，液体的升降高度增加。
这是因为随着毛细管半径减小，液体受到的表面张力作用力相对增大。
这种现象被广泛应用于各种仪器和设备中，比如用于测量液体压力和液位的毛细管压力计和毛细管液位计。
毛细现象还可以解释液体在多孔介质中的渗流现象。
由于毛细作用，液体能够在细小孔隙中上升，从而产生渗流。
三、表面张力和毛细现象的应用表面张力和毛细现象在工程和科学领域有着广泛的应用。
1. 在纺织工业中，通过调整纤维和液体之间的表面张力，可以实现纤维与液体的良好接触，从而使得液体均匀地分布在纤维上，提高染色和涂布效果。
2. 在植物学中，毛细现象被用于解释植物根系中水分的吸收和输送过程。
水分通过毛细现象在植物的细小细胞中向上运输，从而实现植物体内的水分循环。
3. 在医学领域，毛细现象被应用于血管和血液的研究。
毛细作用能够帮助血液在微小血管中保持正常的流动，并在组织间液体、氧气和营养物质的交换中起到重要作用。
表面张力和毛细现象++第3节+材料及其应用-新教材高中物理选择性必修第三册同步课件PPT(鲁科版)
重
业
难
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
趋势，形成浸润．
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自
当
主 预
[跟进训练]
堂 达
习
标
探
1．(多选)下面有关表面张力的说法中，正确的是( )
·
固
新
双
知
A．表面张力的作用是使液体表面伸张
基
合 作
B．表面张力的作用是使液体表面收缩
课
探
时
究
C．有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于有表面张力的缘故
分 层
攻
作
重 难
D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故 业
课
探
时
究
②肥皂膜里的棉线圈，当刺破棉线圈内肥皂膜，棉线圈外的肥
分 层
攻
作
重 难
皂膜使棉线张紧，形成_圆_形__．
业
(2)结论：液体的表面类似于张紧的弹性薄膜，具有收__缩__的趋势． 返
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当
主
堂
预
达
习
标
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探 新
2．实验结论
固 双
知
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由实验知，液体表面有一种收__缩__的趋势，正是这种收__缩__，使露
业
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当
主
堂
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达
习
标
探
三、浸润与不浸润
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固
新
双
知
1．定义
基
合 作
(1)浸润：液体_附_着__在固体表面上的现象．
液体的奇妙行为探索表面张力和毛细现象
液体的奇妙行为探索表面张力和毛细现象液体的奇妙行为：探索表面张力和毛细现象液体是我们日常生活中常见的物质，它们展现出许多奇妙的行为。
本文将深入探索液体中的表面张力和毛细现象，解释其背后的科学原理，并介绍一些实验和实际应用。
一、表面张力表面张力是指液体表面上的分子间相互作用力导致的表面处于收缩状态的现象。
液体表面上的分子由于受到周围分子的引力而处于聚集状态，使得液体表面呈现出较高的能量水平。
这种能量差导致液体表面向内收缩，呈现出像一张薄膜一样的性质。
表面张力不仅仅是一种微观现象，也体现了宏观物体性质中的某些方面。
例如，水在玻璃杯中呈现出凸起的形状，这是由于水的表面张力使得周围的水分子向内聚集，而在液面上形成一个微小的凸起。
此外，表面张力也与液滴的形成和液体与固体的接触角有关。
在干净的玻璃板上，水滴呈现出半球形状，这是因为表面张力使得水滴向内收缩，尽可能减少表面能量。
二、毛细现象毛细现象是液体在细小管道或小孔中上升或下降的现象。
这是由于表面张力和毛细管或小孔的直径之间的复杂相互作用引起的。
当液体接触到小孔或毛细管时，由于表面张力的作用，液体分子向内聚集，形成一个上升的液柱。
液体的上升高度与液体的黏性、表面张力以及毛细管或孔径之间的关系密切相关。
毛细现象在实际应用中起到重要作用，例如在植物的输水和泵送液体中。
此外，毛细现象也有助于液晶显示屏和墨水笔等技术的工作原理。
三、实验和应用为了更好地理解液体中的表面张力和毛细现象，我们可以进行一些实验和观察。
一种常见的实验是利用洗涤剂降低水的表面张力。
将一块铜片轻轻放在水面上，观察铜片是否能够浮在水面上。
然后，在铜片上滴几滴洗涤剂水溶液，观察铜片能否漂浮在水面上。
这是由于洗涤剂能够降低水的表面张力，使得铜片能够克服水的收缩力。
液体的毛细现象也可以通过观察吸管或饮管中的液面高度变化来进行实验。
将吸管蘸湿后，将其浸入一杯液体中。
观察液体在吸管内的上升高度，可以发现液体在细管中上升的现象。
3_表面张力与毛细现象-修改
column is given by: Δ P = ρ g Δ H
Pascal`s law or Pascal`s principle
高度变 化所引 起的压 力差异
Pascal`s law or Pascal`s principle
• A change in the pressure of an enclosed incompressible fluid is conveyed undiminished to every part of the fluid and to the surfaces of its container
浇花水的塑料管
• 用塑料水管浇花，缩小其出口 面积能使水流喷到更远的地方
• 一般的说法是，面积减小，速 度增大，因而可以喷得更远。
• 说这句话时，实际上心中有这 样的一个认识：改变出口面积 时水管的出流量不变。不过，
流若
量将
等管
于子
0 ， 速 度 ？
完 全 捏 住
！，
浇花水的塑料管
• 减小出口面积，增大整个系统的流动阻力， 因而流量减小；出口面积为零，流量为零。
公 元 前 约 200 年 ， 阿基米德利用浮 力替国王确定王 冠的含金量
液体的浮力
• 冰密度小于水（随结构变化），冰山 露 出 水 面 部 分 为 总 体 积 的 1/7 ～ 1/5 ， 所谓冰山的一角。
• 融化后正好充填其水下部分的体积， 不会引起水面的上升。
• 南极洲的冰架压在陆地上，断裂跌入 海中时海平面就上升了，并不要等到 冰山融化。
水的表面张力和毛细现象
水的表面张力和毛细现象水是地球上最常见的物质之一，也是生命的基础。
我们每天都与水密切接触，但你知道吗？水的表面张力和毛细现象是水独特而有趣的性质。
本文将介绍水的表面张力和毛细现象的概念、原理以及相关应用。
一、水的表面张力水的表面张力是指水分子之间由于相互作用而形成的薄薄的膜，使得水的表面具有一定的弹性和抗拉的能力。
这种表面张力使得水在形成水滴或液面时存在一定的曲率。
表面张力是由于水分子的极性和氢键作用产生的。
水分子由一个氧原子和两个氢原子组成，氧原子具有一定的负电性，而氢原子带有一定的正电性。
水分子之间的氢键作用使得水分子在液态时具有一定的连接性，形成了薄薄的分子膜，从而表现出表面张力的效果。
表面张力的存在使得水的液面呈现一种“薄膜”的形态，类似于弹性薄膜一样。
这就解释了为什么水滴可以在表面上移动而不易破裂，以及为什么昆虫可以在水面上行走等现象。
二、毛细现象毛细现象是水在细小管道中上升或下降的现象，其原理同样与水分子之间的相互作用有关。
当一根细小的玻璃管或毛细管浸泡在水中时，由于表面张力的存在，水分子在管道内壁上形成一层连续的水膜。
此时，由于内外压力的差异，水会上升或下降，形成毛细现象。
毛细现象的上升高度与管道的半径及液体的性质有关。
根据毛细现象的原理，我们可以利用这一现象来测量液体的表面张力以及粘度，并且在实际生活中有诸多应用。
比如，眼泪的流动、树木的液态输送、纸巾吸水、血管中的输液等等。
三、应用领域水的表面张力和毛细现象在科学研究以及工程技术中有广泛的应用。
1. 生物科学领域：表面张力是细胞生物学和生物化学研究中的重要参数之一。
通过研究表面张力的变化，可以了解生物膜的特性及其与周围环境的相互作用。
2. 灌溉与农业：毛细现象在土壤中的水分运移中起着重要作用。
通过研究毛细现象，可以更好地掌握土壤水分的分布和运动规律，从而合理调控农业灌溉。
3. 印刷技术：利用墨水在印刷网板上的分布和毛细现象，可以实现精确的印刷效果，提高印刷质量。
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浮力、表面张力和毛细现象
• 引言
• 浮力定律
• 表面张力
• 毛细现象
• 结语
液体的浮力
• 液体对各个方向都 有压力，而压力随 深度线性增加。 • 浮力是液体压力对 固体表面作用的合 力，等于物体所排 开液体的重量
力 在 竖 直 方 向 分 解
液体的浮力
• 液体对各个方向都 有压力，而压力随 深度线性增加。 • 浮力是液体压力对 固体表面作用的合 力，等于物体所排 开液体的重量
浮力、表面张力和毛细现象
尤 明 庆
2008 年 10 月 19 日
Pascal 原理及 Bernoulli 方程
1） 引 言 2） Pascal 原理
3)
Bernoulli 方程
4） 虹吸现象（Siphonage) 5) 结束语
复习
静水压力
• • • • • • • • • 力是物体之间的相互作用 压力是流体内部单位面积的的作用力 压力垂直于作用面 流体压力与位置有关，与方向无关，即： 同一位置，各个方向的压力相等 力的单位是Newton，符号 N; 压力的单位是 Pascal ，符号 Pa; 1 N =1 kg m/s2, 1 Pa = 1N/m2, 1 MPa = 106 Pa 单位符号的确定规则
水暖为什么由上而下供应用用户
利用流体的重力势能克服流动阻力
虹吸：利用曲管将液体经高 于液面的地方引向低于液面
A siphon is a continuous tube that allows liquid to drain from a reservoir through an intermediate point that is higher than the reservoir, the flow being driven only by the difference in hydrostatic pressure without any need for Pumping. It is necessary that the final end of the tube be lower than the liquid surface in the reser
虹吸现象 ：
？？
装置通常处在大 气中，但即使两 贮水器液面为真 空，虹吸现象也 能实现 《辞海》2244页
申请专利号
CN90200662.2 1990.01.16 鸳 鸯 壶
鸳鸯壶
实用新型
专利申请日 名称
申请（专利权） 崔 富 胜
本实用新型涉及一种可以盛装各种液体 Mandarin duck 的鸳鸯壶，由壶体、壶嘴、壶把和壶盖组成。 壶体内由隔板分隔成两个空腔，并分别与通 往壶嘴的通液道相通，在壶体顶部设有加液 孔，壶把上设有进气孔，使用时可随意选择 壶内任一种液体。该鸳鸯壶结构简单、造型 美观、制造容易、成本低，使用方便，特别 适合于家庭、食堂、餐厅使用。
不沾湿
昆虫在水面上行走
Surface tension：Robert Anderson
光的干涉条纹 显示水面高度 的微小变化
表 面 张 力
表面张力是出现在液 体表面的张力，并不 是作用在表面的张力。 其起因实际上是界面 所造成的不对称
• 分子之间存在引力，液体内部每 一个分子都受到周围分子的引力， 处于平衡状态。 • 但边界处的分子只受到内部分子 的引力，呈收缩趋势，存在一种 张力。荷叶上的水滴、浮在水面 上的硬币就是表面张力的作用。
PB
PB
假如不流动： ΔP外=ρ冷 gΔH，大 ΔP内 =ρ热gΔH，小
烟囱出口处 热空气压力 较高，因而
PA
压力也是能量，其来源是„„„
烟 囱 的 作 用
PB
PB
矿井自然 通风系统 冬天
夏天
PA
压力也是能量，其来源是„„„
Bernoulli 方程
流体从水面到出口将 重力势能转换为压力 能，再将压力能转换 为动能
2πr T cosα＝πr２hρg
h ＝ 2T cosα /ρg r
纤维将水从下方引到高处
Dehra Dun-Waterfall at Sahastradhara generated by upward capillary action
土地的盐碱化源于毛细现象抽吸地下水
灌溉以及水库会引起地下水 上升，如果达到土壤毛细作 用范围，蒸发就会使地下水 持续上升，水被蒸发，留下 矿物质，引起土地盐碱化。 植树、治沙与土地荒漠化
流体能量
沿程阻力损失 局部阻力损失
P +ρg H + ρV 2 /2
实际上逐步降低
V 2gH V 2 gH
出 流 速 度
H
P
局部阻力损失：因流体运动的速度大小和方向 改变而引起的能量损失，与动能成正比，比例 系数与流体、管道（速度改变）特征等有关。
浇花水的塑料管 流 量 等 于 0 ， 速 度 ？ ！
Pascal`s law or Pascal`s principle
高度变 化所引 起的压 力差异 静止流体 重力势能 与压力能 总和守恒
PB
力平衡方程
S PA = S PB+
HB
PA
ρg（HB - H A)S
PA +ρg H A = PB + ρgHB Δ P = ρ g Δ H
烟 囱 的 作 用
Pascal`s law or Pascal`s principle
高度变 化所引 起的压 力差异
PB
力平衡方程
S PA = S PB+
HB
PA
ρg（HB - H A)S
• The difference of pressure due to a difference in elevation within a fluid column is given by: Δ P = ρ g Δ H
土地的盐碱化源于毛细现象抽吸地下水
祝大家
学习愉快 万事如意
祝大家
学习愉快 万事如意
P +ρg H + ρV 2 /2 = 常数
Bernoulli 方程
流体能量
沿程阻力损失 局部阻力损失
P +ρg H + ρV 2 /2
实际上逐步降低
V 22 gH V gH
出 流 速 度
H
P
不考虑流动的损失，重力势能、 压力能和动能的总和守恒
P +ρg H + ρV 2 /2 = 常数
V H
静止流体 重力势能 与压力能 总和守恒
P
PA +ρg H A = PB + ρgHB
Bernoulli 方程
流体从水面到出口将 与自由落体 重力势能转换为压力 运动的速度 能，再将压力能转换 完全相同 为动能
V 2gH
出流是一个 准静态过程
出 流 速 度
H
P
不考虑流动的损失，重力势能、 压力能和动能的总和守恒
浮心：浮力的作用点
• • • • • 浮体的位置和稳定性 球体 圆柱体 正方体 等等
表 面 张 力
• 分子之间存在引力，液体内部每 一个分子都受到周围分子的引力， 处于平衡状态。 • 但边界处的分子只受到内部分子 的引力，呈收缩趋势，存在一种 张力。荷叶上的水滴、浮在水面 上的硬币就是表面张力的作用。
液体表面 所接触的 有固体和 气体
表 面 张 力
法 ． • 肥皂泡因表面张力才存 夏 在。半径 R 肥皂泡，有 尔 两层表面，都产生张力。 丹
内部压力 P2 大于肥皂液
压力 P1，而 P1 又大于大
吹 肥 皂 泡 的 少 年
P0
P1
P2
P1 P2
气压 P0
P2－P0＝ 4T / R
(P2－ P1 ) πR2＝2πRT (P1－ P0 ) πR2＝2πRT
• 用塑料水管浇花，缩小其出口 面积能使水流喷到更远的地方
• 一般的说法是，面积减小，速 度增大，因而可以喷得更远。
• 说这句话时，实际上心中有这 样的一个认识：改变出口面积 时水管的出流量不变。不过，
若 将 管 子 完 全 捏 住 ，
浇花水的塑料管 • 减小出口面积，增大整个系统的流动阻力， 因而流量减小；出口面积为零，流量为零。 • 流量减小，水到达出口处的压力损失就减小， 使得出口处的压力增大；流量为零，出口处 压力 - • 出口处压力增大，喷出速度就有可能增大， 水流也就有可能喷到更远的地方。不过 - -
Bernoulli 方程
流体能量
沿程阻力损失 局部阻力损失
P +ρg H + ρV 2 /2
实际上逐步降低
V 2gH V 2 gH
出 流 速 度
H
P
沿程阻力损失：沿直管流动，流体与管壁摩擦 引起的，与管径成反比，与动能成正比，比例 系数与流体、管道粗糙特征等有关。
Bernoulli 方程
表 面 张 力
法 ． • 肥皂泡因表面张力才存 夏 在。半径 R 肥皂泡，有 尔 两层表面，都产生张力。 丹
内部压力 P2 大于肥皂液
压力 P1，而 P1 又大于大
吹 肥 皂 泡 的 少 年
P0
P1
P2
P1 P2
气压 P0
P2－P0＝ 4T / R
肥皂液的表面张力系数较小
20℃时水的表 面张力系数为 0.073N/m。
液体对固体的沾湿和不沾湿
• 固体分子对液体分子的引力 大于液体分子之间的引力， 则称液体对固体是沾湿的， 如水对玻璃，柴油对铁皮； 反之称为不沾湿的，如水银 对玻璃，水对荷叶。 • 柴油对铁皮的沾湿： 危害与防治
毛细现象
• 一个细玻璃管插入水中，水 面会上升。其原因是玻璃管 壁对水分子的引力大于水分 子之间的引力。这在玻璃管 的内外表面都能看到。 直径1 mm 的干净管子内， 水面可上升 30 mm