表面张力PPT课件
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新星幼儿园大班科学《水的表面张力》PPT课件
实验现象
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实验二：不透风的漏勺
实验三：还能装多少枚硬 币？
一个装满水 的杯子，往里面 放硬币，还能放 多少枚水才溢出 来？
8
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。
水的表面张力现象
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神奇水的分子：
水立方
拓展问题
水黾外号“水上飞”，老 师在水里加了一滴洗洁精，水 黾就差点淹死，为什么？
实验三：动力船
8
谁把棉线变圆了？
• 棉线内的水中滴入洗洁精，水面张力 被破坏了，棉线外的水面张力把棉线 向外拉，就变圆啦!
为什么泡泡膜能呈球形而且被 拉得很大而不破裂？
1，球形的表 面积是最小的。
2，洗洁精破 坏了水的表面张 力。
要让泡泡吹得大，还要不容易 破，还要加入什么？
甘油
能在 水面形成 保护膜， 减少水分
蒸发。
情景剧表演：神奇的水分子
• 1、几位小朋友当水分子，手拉手，团结在 一起,往里吹气，水分子们往外膨胀、破裂。
• 2、几位小朋友当洗洁精，破坏了水分子们 手拉手的能力，再往里吹气，水分子往外 膨胀，距离拉开很大。
• 3、外面没有参加游戏 的同学当甘油，保护 好水分子们不跑走， 形成圆形泡泡。
谢谢！
水的表面张力
——制作泡泡水
童谣：吹泡泡
太大一一小 阳泡吹吹明 公泡吹吹明 公，个个， 出小大小好 来泡泡泡宝 了泡泡泡宝 ，，，，， 泡飞好好坐
泡来像像在 穿飞气颗门 上去球颗口 七真天大吹
彩热上甜泡 袍闹跑枣泡
。，。。。
实验一：滴水实验
向一角硬币上滴水， 看最多能容纳多少滴水而 不会溢出来？水面是什么 形状？
拉脱法测量液体的表面张力系数PPT课件
D此2时分传别感为器吊受环到的的外拉径力和F内1和径输。出电压U1成正比，有： U1 = BF1
9
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片状吊环在液膜拉破后瞬间有：
F2 = mg
同样有
U2 = BF2
液膜拉破后瞬间的受力分析图
片状吊环在液膜拉破前后电压的 U1－ U2 = △U = B·△F = B（F1－ F2）= Bαл(D1+ D2) 由变上化式值可可以表得示到为液：体的表面张力系数为:
1. 阶段1的受力分
析
吊环下沿浸没在水中时，有
吊环下沿拉离水面，开始拉起液膜时，有
这里，f 为表面张力
电压表读数达到最大值，此时有
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2. 阶段2的受力分析
达到最大值后，继续反方向转动调节螺母，可以 发 现，电压表读数开始减小，这主要是因为附着在液膜 上 的水在重力的作用下向下滑，所以拉力减小。
形
于液体分子间的吸引力，液体
就会沿固体表面扩张，形成薄
不
膜附着在固体上，这种现象称
浸
为浸润；反之为不浸润现象。
接触角
润 情 形
2
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4. 表面张力系数
想象在液面上划一条直线，表面张力就表现为直 线
两旁的液膜以一定的拉力相互作用。拉力 f 存在于 表面
层，方向恒与直线垂直，大小与直线的长度 L 成正 比， 式中α称为表面张力系
这里U1——液膜拉断前瞬间电压表的读数
U2 ——液膜拉断后瞬间电压表的读数
10
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四、实验内容
1. 实验方法
（1）接通数字电压表及直流电源，预热15分钟。保证测力方向和传 感器
起弹簧片的平面垂直。
9
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片状吊环在液膜拉破后瞬间有：
F2 = mg
同样有
U2 = BF2
液膜拉破后瞬间的受力分析图
片状吊环在液膜拉破前后电压的 U1－ U2 = △U = B·△F = B（F1－ F2）= Bαл(D1+ D2) 由变上化式值可可以表得示到为液：体的表面张力系数为:
1. 阶段1的受力分
析
吊环下沿浸没在水中时，有
吊环下沿拉离水面，开始拉起液膜时，有
这里，f 为表面张力
电压表读数达到最大值，此时有
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2. 阶段2的受力分析
达到最大值后，继续反方向转动调节螺母，可以 发 现，电压表读数开始减小，这主要是因为附着在液膜 上 的水在重力的作用下向下滑，所以拉力减小。
形
于液体分子间的吸引力，液体
就会沿固体表面扩张，形成薄
不
膜附着在固体上，这种现象称
浸
为浸润；反之为不浸润现象。
接触角
润 情 形
2
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4. 表面张力系数
想象在液面上划一条直线，表面张力就表现为直 线
两旁的液膜以一定的拉力相互作用。拉力 f 存在于 表面
层，方向恒与直线垂直，大小与直线的长度 L 成正 比， 式中α称为表面张力系
这里U1——液膜拉断前瞬间电压表的读数
U2 ——液膜拉断后瞬间电压表的读数
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四、实验内容
1. 实验方法
（1）接通数字电压表及直流电源，预热15分钟。保证测力方向和传 感器
起弹簧片的平面垂直。
《表面张力的测定》PPT课件
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验原理
d 0 时， dc
Γ＞0，正吸附；
d 0 时 ，Γ＜0，正吸附；
dc
本实验研究正吸附情况。 为了求得表面吸附量，需先 作出σ＝f(c)的等温曲线。
Z c d
dc
Γ z RT
取曲线上不同的点，就可得出不同值，
从而可作出吸附等温线。
实验演示
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
数据处理
1.以纯水测量结果按式（4）计算K值。纯水的表 面张力见附录。
2.计算各溶液的表面张力值。 3.作表面张力－浓度图，曲线要求光滑。用镜象
法在曲线的整个范围内取10个点左右作切线， 示得相应的Z值。 4.计算出值后，作出吸附等温线，即Γ-c图。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验步骤
4. 试验数据记录表
浓度(mol·L-1) 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08
高度差(mm)
浓度(mol·L-1) 0.10 0.12 0.16
高度差(mm)
0.2 0.24
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
按照（2）式，R＝r时的最大附加压力为：
pm
2
r
或
r 2
pm
（3）
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
Hale Waihona Puke 实验原理实际测量时，使毛细管端刚刚与液面相接触，则可忽略鼓
泡所需克服的静压力，这样就可直接用（3）式进行计算。
当用密度为 的液体作压力计介质时，测得与pm相应的
高中物理 课件第3章-第1节 液体的表面张力
【答案】 稀疏 大于
液体表面层与液体内部分子分布特点
表面层
液体内部
分子密度
稀疏
密集
分子间距 d 10－10 m<d<10－9 m
d＝10－10 m
分子力 表现为引力(合力) 斥力与引力平衡(合力为零)
表现
表面有收缩趋势
不易被压缩
表面张力及其应用
[先填空] 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 ．
[合作探讨] 探讨：如图 3-1-1 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：液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点？
图 3-1-1 【提示】 液体表面层内分子间距离较大，大于分子在平衡位置的距离， 分子力表现为引力．
[核心点击] 1．液体内部分子的运动特点 在液体内部，每个分子周围有许多分子．当某个分子从平衡位置向某一方 向运动时，它一方面要受到所离开的那个方向的分子的吸引，另一方面又要受 到所靠拢的那个方向的分子的推斥．引力和斥力的数量级相同，通常可认为其 大小相等，因此，液体内部分子只能在平衡位置附近振动，分子间距等于 r0.
【提示】 液体表面有一种收缩的趋势，正是这种收缩的趋势使小水珠变 成球形．
[合作探讨] 探讨 1：生活中有些昆虫能在水面上轻松地跑来跑去，甚至在水面上“亭亭 玉立”．它们是受到什么的作用做到的？
【提示】 水的表面张力作用．
探讨 2：在液体表面画一条直线，线两侧的液体之间的作用力是表面张力， 那么表面张力的作用是什么？
【答案】 BDE
5．将一枚硬币轻轻地平放在水面上，可以不下沉，下列关于与硬币重力相 平衡的力的说法，不正确是( )
【导学号：30110029】 A．水面的支持力 B．水的表面张力 C．水的浮力和表面张力的合力 D．水的浮力和空气浮力的合力 E．水面支持力的产生是由于水的表面张力
液体表面层与液体内部分子分布特点
表面层
液体内部
分子密度
稀疏
密集
分子间距 d 10－10 m<d<10－9 m
d＝10－10 m
分子力 表现为引力(合力) 斥力与引力平衡(合力为零)
表现
表面有收缩趋势
不易被压缩
表面张力及其应用
[先填空] 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 ．
[合作探讨] 探讨：如图 3-1-1 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：液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点？
图 3-1-1 【提示】 液体表面层内分子间距离较大，大于分子在平衡位置的距离， 分子力表现为引力．
[核心点击] 1．液体内部分子的运动特点 在液体内部，每个分子周围有许多分子．当某个分子从平衡位置向某一方 向运动时，它一方面要受到所离开的那个方向的分子的吸引，另一方面又要受 到所靠拢的那个方向的分子的推斥．引力和斥力的数量级相同，通常可认为其 大小相等，因此，液体内部分子只能在平衡位置附近振动，分子间距等于 r0.
【提示】 液体表面有一种收缩的趋势，正是这种收缩的趋势使小水珠变 成球形．
[合作探讨] 探讨 1：生活中有些昆虫能在水面上轻松地跑来跑去，甚至在水面上“亭亭 玉立”．它们是受到什么的作用做到的？
【提示】 水的表面张力作用．
探讨 2：在液体表面画一条直线，线两侧的液体之间的作用力是表面张力， 那么表面张力的作用是什么？
【答案】 BDE
5．将一枚硬币轻轻地平放在水面上，可以不下沉，下列关于与硬币重力相 平衡的力的说法，不正确是( )
【导学号：30110029】 A．水面的支持力 B．水的表面张力 C．水的浮力和表面张力的合力 D．水的浮力和空气浮力的合力 E．水面支持力的产生是由于水的表面张力
表面张力课件
PPT学习交流
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作用在小面元ΔS周界线Δｌ上的表面 张力为
Δf ＝α×Δｌ
Δf 可以被分解为Δf１和Δf２，由于Δf２与 半径ｏｃ垂直，对附加压强不起作用，
故不考虑。
而Δf１的方向指向液体内部，其值为
Δf１ =Δl sinφ=α×Δl sinφ
PPT学习交流
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作用于ΔS整个周界线－－即其周长上的 表面张力，指向液体内部的分力总和为
即增加单位液面所增加的势能。
由上式可知，α在数值上等于增加单位液 面时外力所作的功，从能量的角度看，其大小 等于增加单位液面时所增加的表面自由能。
那么液体表面能的减小可以通过下面任 一种自动过程来实现：
自动减小S；
自动减小α；
S和α两PPT学者习交都流 同时自动减小。
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二、曲面下的附加压强
Hale Waihona Puke PPT学习交流PC
PA
4
R
PPT学习交流
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一、毛细现象和气体栓塞 １、 毛细现象
（１）润湿现象 当液体和固体接触 时，液固界面之间会出现两种现象：
润湿和不润湿现象。
PPT学习交流
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同一种液体，对不同的固体来说，
它可以是润湿的，也可以是不润湿的。 润湿和不润湿现象就是液体和固体接触 处的表面现象。其差别是由液体分子与 固体分子之间的相互作用而形成的。可 以用其分子间相互作用力的大小来解释。
PPT学习交流
4
如果以10-9m为半径作一球面， 显然则只有在这个球面内的分子才 对位于球心上的分子有作用力。
分子作用球——分子引力作用范围是 半 径 为 10-9m 的 球 形 ， 球 的 半 径 称 为 分子作用半径。
液体 表面张力 毛细现象 ppt课件
固 体
f
A
液体
液体内部的分子要尽量挤入附着层，结果附着层扩展，表现为液体 润湿固体。
液体 表面张力 毛细现象
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
表面层是一个厚
汽
度大概为10-9m
表面层
的薄层，液体分
液体
子间距比较大
液体 表面张力 毛细现象
（1）液面收缩的微观解释
F引
1、从分子力的角度，
F
r0
0F
r
B分子合力表现为 垂_直__指__向_液__体__内__部__的_吸__引力
液体 表面张力 毛细现象
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。
液体 表面张力 毛细现象
结论：水面是一张有弹性的膜
如何产生的？
液体 表面张力 毛细现象
二、液体的表面张力现象及微观本质
液体表面像张紧的弹性膜一样，具有收缩的趋势。
（1）毛笔尖入水散开，出水毛聚合； （2）蚊子能够站在水面上； （3）钢针能够放在水面上； （4）荷花上的水珠呈球形； （5）肥皂膜的收缩；
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
液体 表面张力 毛细现象
土地的盐碱化源于毛细现象抽吸地下水
液体 表面张力 毛细现象
用引起的。
如果液体对固体润湿， 则接触角为锐角。
如果液体对固体不润湿， 则接触角为钝角。
《表面张力现象》课件
《表面张力现象》PPT课件
表面张力是指液体自然状态下分子间相互作用所形成的力，广泛存在于自然 界和日常生活中。本课件将介绍表面张力的定义、研究方法、影响因素以及 在日常生活中的应用。
背景介绍
1 表面张力的定义和概念
表面张力是液体自然状态下分子间相互作用所形成的力，使液体表面趋于缩小和封闭。
2 表面张力的起因和作用
1 温度
温度升高会使表面张力降低，因为分子动能增加导致分子间相互作用减弱。
2 溶质浓度
增加溶质浓度会使表面张力降低，因为溶质分子与液体分子的相互作用减弱。
3 表面活性剂
添加表面活性剂会使表面张力降低，因为表面活性剂分子在液体表面形成吸附层，减弱 分子间相互作用。
表面张力在日常生活中的应用
水珠的形状
水珠呈球形的形状是由于 表面张力使水分子在表面 收缩，封闭珠体。
酒精灯的作用
酒精灯中的酒精被点燃是 因为酒精蒸汽能够形成可 燃气体层，并在表面张力 作用下维持燃烧。
血液的循环
血液在血管内的循环是通 过心脏的泵血作用和血液 与血管壁之间的表面张力 共同驱动的。
结论和总结
表面张力是液体自然状态下分子间相互作用所形成的力，它影响着自然界中许多现象并在日常生 活中起着重要作用。
表面张力产生于液体分子之间的相互引力和静电斥力，它使液体形成球形滴，维持液体 的形态。
表面张力的研究方法
接触角测量法
通过测量液体在固体表 面上的触角大小来研究 表面张力。
静止平衡法
通过测量静止液滴的形 态和尺寸来研究表面张 力。
悬滴法
通过测量悬挂液滴的形 态和尺寸来研究表面张 力。
表面张力的影响因素
表面张力是指液体自然状态下分子间相互作用所形成的力，广泛存在于自然 界和日常生活中。本课件将介绍表面张力的定义、研究方法、影响因素以及 在日常生活中的应用。
背景介绍
1 表面张力的定义和概念
表面张力是液体自然状态下分子间相互作用所形成的力，使液体表面趋于缩小和封闭。
2 表面张力的起因和作用
1 温度
温度升高会使表面张力降低，因为分子动能增加导致分子间相互作用减弱。
2 溶质浓度
增加溶质浓度会使表面张力降低，因为溶质分子与液体分子的相互作用减弱。
3 表面活性剂
添加表面活性剂会使表面张力降低，因为表面活性剂分子在液体表面形成吸附层，减弱 分子间相互作用。
表面张力在日常生活中的应用
水珠的形状
水珠呈球形的形状是由于 表面张力使水分子在表面 收缩，封闭珠体。
酒精灯的作用
酒精灯中的酒精被点燃是 因为酒精蒸汽能够形成可 燃气体层，并在表面张力 作用下维持燃烧。
血液的循环
血液在血管内的循环是通 过心脏的泵血作用和血液 与血管壁之间的表面张力 共同驱动的。
结论和总结
表面张力是液体自然状态下分子间相互作用所形成的力，它影响着自然界中许多现象并在日常生 活中起着重要作用。
表面张力产生于液体分子之间的相互引力和静电斥力，它使液体形成球形滴，维持液体 的形态。
表面张力的研究方法
接触角测量法
通过测量液体在固体表 面上的触角大小来研究 表面张力。
静止平衡法
通过测量静止液滴的形 态和尺寸来研究表面张 力。
悬滴法
通过测量悬挂液滴的形 态和尺寸来研究表面张 力。
表面张力的影响因素
液体的表面张力
ρ铁针> ρ水
针沉下去
现象：针浮在水面上
F1
F2
“液膜”
水黾
液体的表面张力
液体的表面张力
液体表面 吸引力
F F 方向：液面的切线方向
液体的表面张力
➢冷针扎肥皂膜 ➢热针扎肥皂膜
肥皂膜不破 肥皂膜破了
液体表面张力的大小与温度有关
➢温度高，表面张力小 ➢温度小，表面张力大
小船自动前进
现象：“水平方向上 似乎不受力的情况 下，小船为什么会 自动往前走？”
•解释捏水成串的实验原理 •利用生活中的物品制作演示仪器
液体的表面张力
•液体表面张力仪的应用
授课课件
液体的表面张力
开口瓶子倒立不流水
液体的表面张力
➢液体的表面张力存在于任何气体和液体接触的情况
液体的表面张力
r>>r0
r>r0 r0
气 表面层
液
稀疏
r>r0
引力
表面层
r0
F
斥
r 力 0
引
r
力
分子间作用力和距离的关系图
F1
F2
液面绷紧
液体的表面张力
现象：绷紧的橡皮膜具有收缩趋势，使其表面积趋于最小 绷紧的液面也具有收缩趋势
表面积趋于最小
液体的表面张力
力
液体的表面张力
液体表面 吸引力 表面积趋于最小 力
液体表面张力是由于液体表面层的分 子间存在着吸引力，从而在宏观上产生 一个作用于液体表面,使液体表面积趋于 最小的力。
液体的表面张力
数学上：相同体积的物质，球体的表面积最小
使液体表面积趋于最小
•做一做：
液体的表面张力
液体的表面张力资料ppt课件
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2019
-
2.液体表面层分子的分布特点 (1)液体内部分子的分布特点:液体内部的任何一个分子都会 受到邻近分子的引力和斥力,分子斥力作用的距离极小,分
子引力的作用距离相对较大,每个分子与最邻近的分子引
力和斥力相抵消,而较远处分子对这个分子的作用表现为 大小不等的引力,可以认为分子受到周围间隔数个分子的 吸引力,在液体内部的分子被其它分子包围,在各个方向上 受到邻近分子的引力是相等的,引力的合力为零.
B.分子的分布比液体内部密,分子间的作用力表现为斥力
3
2019
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2.表面张力及其微观解释 一个薄层 (1)液体的表面层:液体与气体接触的表面存在的__________.
吸引 的力. (2)表面张力:液体表面层各部分间相互______
稀疏 即表面层分子 (3)产生原因:表面层分子的分布比内部______, 大 间距离比液体内部分子间的距离__________.
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-
c.液体的流动性:液体分子间距离小,分子密集在一起,液体分 子主要表现为在平衡位置附近做微小振动,但是,液体分子 没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体内移动,不 能形成特定的形状,这是液体具有流动性的原因. d.液体的扩散特点:液体中的扩散现象是由液体分子的运动产 生的.液体分子的移动比固体分子的移动要容易的多,所以 液体扩散比固体的扩散要快.
第三章 液体 第一节 液体的表面张力
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1.液体表面的收缩趋势 (1)液体的表面现象 小昆虫能在水面上跑来跑去,或停在水面上而不陷入水中;轻 浮 在水面上.仔细 放在水面上的钢针或硬币也能__________ 观察后发现,钢针或硬币被水面托住时,与它们接触的液面 橡皮膜 稍有弯曲,像压在张紧的______________上一样,这时液 支持力 面给了钢针或小物体向上的______________ 作用. 自由下落过程中的小液滴,或植物叶面上的小露珠也都呈现
《表面张力》PPT课件
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研究岩石润湿反转的意义：
岩石润湿反转的特性，已被油田得到了广泛的合理应 用。表面活性剂驱油是合理应用润湿反转特性的一个实例。 从地面向油层注入一定量的表面活性剂溶液，通过表面活 性剂在油层岩石颗粒表面的吸附，使亲油岩石颗粒表面向 亲水转换，有利于“剥落”岩石颗粒表面的“油膜”，从 而达到提高原油采收率的目的。
σ2,3 = σ1,3 + σ1,2 cosθ σ2,3 - σ1,3 = σ1,2 cosθ=A（润湿张力）
A的物理意义：水对岩石表面选择性润湿导致油—岩石界面比表面能的减小。 润湿的实质：固体表面自由能的减小。
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4、附着功W(也称粘附功)
附着功W：指将单位面积的湿相流体(如水)从固体表面 (亲水岩石表面)驱开所
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曲线1：地面（脱气）原油与水的系统， 曲线2：地层（有溶解气）原油与水的系统，
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ห้องสมุดไป่ตู้
四、吸附作用及其与表面张力的关系
1、表面活性剂及其分子结构特性
表面活性剂：溶入少量就能显著降低溶液表面张力的物质。
表面活性剂分子特性：具有两性基团；亲水基团和亲油基团；通常用
“——O” 代表。“——” 代表亲油基团，“O” 代表亲油基团。
（5）自由表（界）面能还与两相的相态有关。 液—气相界面的自由表面能>液—液相界面的自由界面能。 液—固之间的自由界面能>液—气之间的自由表面能。
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6
二、比表面能和表面张力
1、比表面能或表面张力（σ）的基本概念 2、比表面能和表面张力的分析
（1）比表面能和表面张力都是用来衡量两相界面层表面自由能的大小， 它们具有相同的本质。
大学物理课件-表面张力
2 pB pC R
C B
A
从液膜内部（B点）来看，液膜内表面是凹液面 所以：
2 pB p A R
P附 PA PC 4 R
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7.3 毛细现象
管内外液面不等高现象
能润湿管壁
不能润湿管壁
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1．接触角
在液固接触处，分别做液体与固体表面的切面，这两个 切面之间在液体内部形成的角度，称为接触角，记作θ。
第I象限
第IV象限 第III象限
(重点和 难点)
第II象限
二. 同方向同频率简谐振动的合成
x x1 x2 A cos(t )
求A, φ
A
2 A12 A2 2 A1 A2 cos 2 1
具有一般性 （记住）
A1 sin 1 A 2 sin 2 tan A1 cos 1 A 2 cos 2
一、 简谐振动振动方程的确定（已知文字叙述条件 或已知振动图求） 初始条件
x A cos( t ) v A sin(t )
t 0 x x0 v v0
2 v0 2
x0 A cos
v0 A sin
A
2 x0
(重点和难点:初相的确定)
'
'
1 2 P 2 r P r 2 2
2 r
2
R
r 2 P
2 P R
第12章
一、简谐振动 简谐振动方程
振动和波
(动力学方程、运动学方程) 、 速度、加速度、
表示法、能量、同方向同频率简谐振动的合成 二、简谐波 1）波动方程 2）波的叠加与传播 惠更斯原理 波的衍射 叠加原理 波的干涉
液体 表面张力 毛细现象 ppt课件
f A
润湿
液体对固体的润湿程度由接触角来表示。
接触角：在液、固体接触时，固体表面经过液体内部与液体表
面所夹的角，通常用q 来表示。
当 q 时， 液体润湿固体；
2
当 q 时， 液体不润湿固体；
2
当 q 0 时， 液体完全润湿固体；
当 q 时， 液体完全不润湿固体；
q
润湿
q 不润湿
从能量角度解释不润湿
在液体与气体的分界面处、厚度等于分子有效作用半径的 那层液体，称为液体的表面（层）。
一、液体的微观结构
液体分子间作用力显著。宏观上表现为不易压缩性。 液体分子在平衡位置附近做振动和在液体内移动。
表面层是一个厚
汽
度大概为10-9m
表面层
的薄层，液体分
液体
子间距比较大
（1）液面收缩的微观解释
F引
1、从分子力的角度，
不沾湿
一、润湿和不润湿
润湿
不润湿
由附着层内的分子力引起
润湿和不润湿决定于液体和固体的性质。
附着层：在液体与固体接触面上厚度为液体分子有效作用半径的 液体层。
内聚力：液体内部分子对附着层内液体分子的吸引力
附着力： 固体分子对附着层内液体分子的吸引力
内聚力大于附着力
内聚力小于附着力
A f 不润湿
第3章 液体的表面现象
液体 表面张力 毛细现象
液体 表面张力 毛细现 象
液体 表面张力 毛细现象
光的干涉条纹 显示水面高度 的微小变化
蚊子靠纳米结构练就水上漂
A ROBOT WALKING ON WATER
结论：水面是一张有弹性的膜 如何产生的？
二、液体的表面张力现象及微观本质
《水的表面张力》课件
CHAPTER 06
总结与展望
总结水的表面张力相关知识
表面张力定义
表面张力是液体表面的一种物理现象 ，表现为液体表面受到的朝向内部的 拉力。
表面张力影响因素
表面张力的大小受温度、压力、溶液 浓度等因素影响。一般来说，温度越 高，表面张力越小；压力越大，表面 张力也越大。
表面张力产生原因
表面张力是由于液体表面分子之间的 距离比液体内部大，导致分子间的相 互作用力不平衡所引起的。
表面张力单位
单位
达因或达因/厘米。
换算
换算成国际单位制时，1达因/厘米=10^(-3)牛/米。
CHAPTER 02
水的表面张力现象
露珠形状
总结词
露珠呈现球形是由于水的表面张力作 用，使水分子在接触空气的表面形成 紧密排列，抵抗外部压力，形成稳定 的球形。
详细描述
当水分子在固体表面上凝结时，它们 会形成一种紧密的排列，这种排列产 生的力量就是表面张力。由于这种力 量的作用，露珠呈现完美的球形。
《水的表面张力》 PPT课件
contents
目录
• 水的表面张力简介 • 水的表面张力现象 • 影响水的表面张力的因素 • 水的表面张力实验 • 水的表面张力在生活中的应用 • 总结与展望
CHAPTER 01
水的表面张力简介
表面张力定义
表面张力
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。
表面张力在生活中的应用
表面张力在日常生活中有许多应用， 如水滴的形成、水黾在水面上行走、 肥皂泡的形成等。
展望未来对水的表面张力的研究
新技术应用
随着科技的发展，未来对水 的表面张力的研究将更多地 利用先进的技术手段，如原 子力显微镜、光散射技术等 ，以更精确地测量和了解表 面张力。
玻璃工艺学粘度和表面张力优质课件
氟化物取代氧化物降低，因为 2F– 代一种O2–
2.化学键旳强度 其他条件相同步化学键越强粘度越大。 R2O-SiO2中R+使粘度降低 （1）O/Si 高时 负离子团呈孤岛状，网络需R-O连接，
键强大 大。 Li > Na > K
（2）O/Si 低时 网络较完整， R+主要起断网作用， 3.阳离子极化力 Li+ 对 Ob旳极化作用强， Li < Na < K 阳离子极化力大，减弱硅氧键旳作用强，使降低。 非惰性气体型阳离子极化力 > 惰性气体型 如Pb2+、Cd2+、Sn2+、Bi3+、Zn2+、Co2+等均可降低粘度。
场强小对表面张力旳贡献小。 即Li> Na> K
由图可知， Na2O对无明显影响， Li2O使增大， K2O使减小。
2.RO
N/m103 320
280
Li2O Na2O
240 K2O
200
(R2O-SiO2 1300C) R2O mol%
因场强较大，故CaO、MgO、ZnO等使增大。
PbO有吸附作用，可降低。
定义： 粘度指面积为S旳两平行液层以一定旳速度梯度
（dv/dx）移动时需克服旳内摩擦阻力f。
f= •S •(dv/dx)
(4-1)
——粘度或粘度系数 单位： 国际单位：帕斯卡•秒（Pa • S）
常用单位：泊（P）
1 Pa • S=10 P
20C水 =10 -3 Pa • S 玻液=10 Pa • S
3.R2O3 Al2O3使增大， B2O3使减小。 B2O3降,可能因为表面多为[BO3]而内部为[BO4]
能明显降低旳称为表面活性物质，如K2O、PbO、B2O3
2.化学键旳强度 其他条件相同步化学键越强粘度越大。 R2O-SiO2中R+使粘度降低 （1）O/Si 高时 负离子团呈孤岛状，网络需R-O连接，
键强大 大。 Li > Na > K
（2）O/Si 低时 网络较完整， R+主要起断网作用， 3.阳离子极化力 Li+ 对 Ob旳极化作用强， Li < Na < K 阳离子极化力大，减弱硅氧键旳作用强，使降低。 非惰性气体型阳离子极化力 > 惰性气体型 如Pb2+、Cd2+、Sn2+、Bi3+、Zn2+、Co2+等均可降低粘度。
场强小对表面张力旳贡献小。 即Li> Na> K
由图可知， Na2O对无明显影响， Li2O使增大， K2O使减小。
2.RO
N/m103 320
280
Li2O Na2O
240 K2O
200
(R2O-SiO2 1300C) R2O mol%
因场强较大，故CaO、MgO、ZnO等使增大。
PbO有吸附作用，可降低。
定义： 粘度指面积为S旳两平行液层以一定旳速度梯度
（dv/dx）移动时需克服旳内摩擦阻力f。
f= •S •(dv/dx)
(4-1)
——粘度或粘度系数 单位： 国际单位：帕斯卡•秒（Pa • S）
常用单位：泊（P）
1 Pa • S=10 P
20C水 =10 -3 Pa • S 玻液=10 Pa • S
3.R2O3 Al2O3使增大， B2O3使减小。 B2O3降,可能因为表面多为[BO3]而内部为[BO4]
能明显降低旳称为表面活性物质，如K2O、PbO、B2O3
《水的表面张力》课件
05
实验：水的表面张力实验
实验目的
探究水的表面张力现 象。
培养观察、分析和解 决问题的能力。
了解表面张力在日常 生活中的应用。
实验材料
一杯清水
一个小水桶 一块纸巾
一枚硬币 一根缝衣针
实验步骤
1. 将硬币平放在水面，观察到硬币被“托起”， 这是因为水的表面张力使硬币与水面紧密贴合。
3. 将小水桶装满水，然后迅速将水倒出，观察到 水形成了一串连续的水珠，这是因为水的表面张 力使水珠保持完整。
水质中含有的杂质和溶解物也会影响表面张力；压力越大，表面张力越
大。
思考与讨论
利用表面张力制作微型机器人
利用表面张力进行液体点滴控制
通过在机器人表面涂上一层具有超疏水性 质的材料，使其能够在水面上行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，实现 水陆两栖的移动。
通过控制表面张力，可以实现液体的点滴 和停止，可用于医学、生物等领域中的点 滴控制。
03
影响水的表面张力的因素
温度
温度对水的表面张力影响显著 ，随着温度的升高，水的表面 张力逐渐减小，反之亦然。
在常温下，水的表面张力大约 为72.8 mN/m，而在接近0°C 时，表面张力最大，大约为 100 mN/m。
温度对表面张力的影响主要是 由于水分子间的相互作用力随 温度变化。
物质种类
表面张力单位
表面张力单位是牛顿/米（ N/m）。
表面张力特性
表面张力是液体表面所具 有的一种特性，与液体的 种类、温度、纯度等因素 有关。
表面张力产生的原因
分子引力不均衡
液体表面层的分子受到的来自内 部和外部的分子引力不均衡，导 致表面层分子分布比内部稀疏，
从而产生表面张力。
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界面不是几何平面！界面有一定的厚度，所以有时 又称界面为界面相 。
截面积 AS
体相 体 相 界面相S
体相
特征： 几个分子厚,1~10nm 结构与性质与两侧体相均不同
.
7
2. 界面现象(表面现象)
1.汞在光滑的玻璃上呈球形，在玻璃管中呈凸液面， 水在光滑的玻璃上完全铺展，在玻璃管中呈凹液面。
——润湿现象 2.水在玻璃管中上升, 汞在玻璃管中下降 ——毛细现象 3.液体的过冷过热、蒸气的过饱和现象 ——亚稳状态 4.微小液滴更易蒸发,微小的晶体更易溶解 5.固体表面会自动吸附其它物质。
13
.
14
表面层分子受到指向液体内部的 合力(分子间净吸引力）。 液体内部的分子其所受合力为零。
产生的原因 作用结果
物质表面层的分子所处的力场是不均衡的。
导致液体表面具有自动缩小的趋势。 扩展表面要作功。
.
15
1.表面功及表面吉布斯函数
以液—气组成的系统为例，若将体相中的分子可逆移到液 体表面以扩大液体的表面积，则必须由环境对系统作功，这种 为扩大液体表面所作的功称为表面功。
.
18
A s 1 41 2 4 ( 0 .6 1 2 2 ) 2 0 4 .8 1 3 4 m 0 2
as1 A m s4.8 r0 ' .0 3 104 01 0.48 m 23 /kg
将0.001kg水滴分散成直径为2nm即半径1×10-9 m的小水滴，
其个数为：
0 .001 kg
.
8
3. 分散程度与比表面积
当物质被高度分散时，界面相与体相相比不可忽略， 界面的作用很明显。例如：
直径为 1cm 的球形液滴
分成 1018个
直径10nm的 球形小液滴
表面积： 3.1416×10-4 m2
总表面积 314.16m2
.
9
(1)比表面积 as ：单位质量的物质所具有的表面积 .
as
表面功
δW
' r
dA s
δWr' dAs
γ：（比）表面功。使系统增加单位表面所需的可逆功。
J·m-2，
.
16
恒温，恒压时， dG T,PδW r' dA s
G As
T , p
：恒温恒压下，增加单位表面时系统所增加的Gibbs函数。
单位：J·，将0.001kg的球形水滴分散成直径为2nm的小水滴。
第十章 界面现象
.
11
.
2
.
3
.
4
.
5
§10.0 前言
1.界面与表面 (1)界面：两相之间的接触面。
(2)表面：两相中若有一相是气相，则形成的界面为表面。 气相通常是真空、空气或物质本身的饱和蒸气。
自然界中物质的存在状态：
气—液界面
气
液—液界面
液
固—液界面
固
固—气界面
固—固界面
界面现象
.
66
W ' G A 7 . 2 4 1 4 3 5 0 1 4 0 3 . 7 1 1 5 J 0
(环境做功为正)
.
23
Q rT ST T G pT A s T A s,p
（1）求分散前后水滴的表面积和比表面并进行比较；
（2）系统吉布斯函数增大多少？已知20℃时，水的密度
=1000kg·m-3,
= 72.75× 10-3N·m-1
解：（1）0.001kg的球形水滴
V m
0.001kg 1000kgm3
=1×10-6 m3
设其半径为r1,
V 4 3
3
r 1=0.62×10-2 m
4 3
3 2
0.00k1g
4(1109m)3100k0gm3
3
2.391020个
.
19
每个小水滴的面积为
42 2 4 ( 1 1 9 ) 2 0 1 .2 1 6 1 m 0 7 2
总面积 A s 2 2 .3 1 9 2 0 1 0 .2 1 6 1 0 7 3 .0 1 1 3 m 2 0
12
2007年11月23日，英国伦敦博物馆，Sam Heath（右），又被称
为泡泡人Samsam，用一个巨大的肥皂泡将50名学生罩起来。
2008.8月17日中午，长沙市第七中学科学馆，一只巨大的肥皂泡
将60余名学生圈在一只五彩斑斓的肥皂泡中。这次的巨型泡泡使
用了近600斤肥皂水和一个长6米. 宽3米的道具。
平方米，268台机器设备遭毁损，54人丧生，1821人受伤。
事后查明原因，是亚麻粉尘爆炸。
2010年02月25日河北秦皇岛粉尘爆炸事故 致19人死49
.
21
解释：为什么小液滴会成 球形？
在无重力下，此现象更为明显，例太空舱中水球
太空舱中会出现篮球般的大水球，每位飞行员轮流传递， 各咬一口后，篮球会逐渐收缩为排球﹑足球﹑垒球的大小， 但总是呈现球形
as2 A m s23.0 0.0 1 10 30 1 3.0 1 160 m 2/kag s 10.4 8m 32/k
比表面之比为：
3.01106 6.23106 0.483
（2）ΔG = γΔA = 72.75 × 10-3 ×(3.01×103 －0.483) ≈ 2.19× 102 J
.
.
22
例2．水的比表面自由能与摄氏温度t℃ 的关系式为：
γ(× 10-3N·m-1)= 75.64 - 0.14t/℃，若水的表面改变时，总体积 不变，试求10℃、p 下，可逆地使水表面积增加5 cm2，必需做 多少功？从外界吸收多少热？
解：t = 10℃，
( 7 . 6 5 0 . 1 4 1 4 ) 1 0 3 0 7 . 2 4 1 4 3 N 0 m 1
As m
单位：m2·kg-1
一些多孔物质如：硅胶、活性炭等，也具有很大的比表面积。
活性炭比表面可达到 1000 ~ 2000 m2 ·g-1
(2)在处理高分散度物质时，若不考虑其界面的特殊性，将会导 致错误的结论。
.
10
§10.1 界面张力
一. 液体的表面张力，表面功及表面吉布斯函数
.
11 11
.
20
世界上第一次有记载的粉尘爆炸发生在1785 年意大利的一个面粉厂,
1987年3月15日，哈尔滨亚麻纺织厂发生猛烈爆炸，爆炸首先发生 在地下约12米深的除尘室，安装在里面的十余吨重的机器被巨大的 气浪冲上地面；与其相关地面建筑如电动换气室、变电所等全部 摧毁。爆炸顺着几百米的地下通道扩展，凡是所能触及的一切瞬间 都遭到残酷的破坏；连成一片的36000平方米厂房，被炸毁9500