第七章-分子动理论

第四节
一、热传导
•气 体
输运过程
•迁移现象、扩散、热传导、输运过程
•非金属液体 •固 •金 体 属
导热系数小，通过分子碰撞输运能量
导热系数大，通过自由电子输运能量
气体和液体中的能量输运，宏观对流比传导起的作用更大。
三件衣服叠穿，一件衣服（相当于3件的厚度）哪个保暖效果好？
二、扩散
•气 •液 •固 体：到达平衡态以秒计 体 ：到达平衡态以日计 体：到达平衡态以年计
扩散：一滴墨水滴入清 水中、点着的香烟产生 的烟
扩 散 系 数： 气体扩散系数：温度升高扩散加快 液体扩散系数：温度越高，分子半径越小，黏性系数越小扩散越快
三、透膜输运
生物体中，分子的输运过程更多是通过生物膜进行。
半透膜：具有能让默写物质分子通过，而不让另一些分子
通过的特性。
肺中氧和二氧化碳的输运和交换：气体通过生物膜扩散
· A
4 P大内 P0 R大 4 P小内 P0 R小
三、毛细现象和气体栓塞 1、毛细现象
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 内聚力：液体分子之间的吸引力。
• 附着力：液体分子与固体分子之间的吸引力。 •润 湿：附着力大于内聚力，液体与固体的界面有
扩大的趋势，固体被润湿。


< 900 润湿



> 900 不润湿
吸气肺泡体积增大表面活性物质的浓度减小表面张力系数增大表面张力增大限制膨胀 呼气肺泡体积减小表面活性物质的浓度增大表面张力系数减小表面张力减小限制萎缩
2 P 内P 外 R
2 P R
对于肺充气来说，大部分压力是用来克服表面张力的。若各肺泡的表 面张力系数相同，根据物理学原理，只要所形成的液泡大小不同，小泡内 的压强就会超过大泡；而且液泡越小，其中的压强越大。这样，当大小不 同的2个液泡由一个管腔连通时，小泡内的气体将向压强较低的大泡流动， 于是小泡越来越小，以致完全萎缩，最后将只剩一个胀得更大的大泡。
'
r
R T⊥ T
P内
2R sin 2
F外 P外 S P外 r P外 R sin
2 2 2
P外 r R T⊥ T
2 2 2 F内 P S P r P R sin 内 内 内
稳定时（平衡）：
F外 T' F内
· · · ·
P0
A
h
C
B
PB PC P0
( P0 2 cos ) gh P0 r
r
h
2 cos rg
(植物水分的输送、动物毛细血管)
2、气体的栓塞 液体在细管中流动时，如果液体中有较多气泡，液 体的流动则可能发生阻塞，这种现象称为气体的栓塞 。 P P左 P左 = P右 P右 P P P P左 P左 < P右 P P右
第七章
分子动理论
1、掌握液体表面张力和曲面下附加压强的 物理意义及其计算和应用。
2、理解液体的表面能、毛细现象和气体栓 塞的形成及其物理意义。
分压强：一种气体单独存在于容器内时的压强。 道尔顿分压定律：混合气体压强等于组成该混 合气体各成分的分压强的和。 对混合气体的某一组分来说，它总是由高分压 的地方向低分压的地方流动。流动的方向只决 定于它自己的分压。 如何防止缺氧症的发生？
P
P P右
P P
P左 P右 P左
P n
四、表面活性物质与表面吸附 • 表面活性物质： • 表面非活性物质：
少量的表面活性物质可以很大程度上影响液体的表面 性质。
肺泡的表面张力是随肺泡的大小发生变化的。肺泡内的表面活性物质的量是保 持一定的。吸气时，肺泡体积增大，而表面活性物质的量不变，表面活性物质的浓 度相对减小，表面张力系数增大，结果表面张力增大，以保持附加压强的相对稳定， 从而限制了肺泡的继续膨胀；呼气时，肺泡体积减小，表面活性物质的浓度增大， 表面张力系数减小，结果表面张力减小，从而防止了肺泡的萎缩。如果不是这样， 假定肺泡的表面张力保持不变，则当肺泡扩大时，附加压强由于半径增加而越来越 小，扩大将继续进行直至肺泡破裂为止。反过来当肺泡缩小时，附加压强由于不断 增加，肺泡最后完全闭合。
P外
P
3、说 明： •凸液面： P内>P外，△P > 0
2 P 内P 外 R 2 P R
，△P <
P内
· ·
R
P
•凹液面： P内<P外
2 P 外 内P R
0 P外 P内
2 P R
2 P外 P 内 R
· ·
球形气泡（肥皂泡）
解：
R2
· ·· C
B
R1
• 毛 细 管：内经很小的细管。 • 毛细现象：将毛细管的一端插入液体中，管内的液面 会出现上升或下降，这种现象称为毛细现象。
润湿 不润湿
对于润湿管壁的液体 凹液面
P外 P0 R r cos
2 P外 P 内 R P 内 PA
T R
P0
P0
r 2 cos P0 PA r A 2 cos PA P0 P0 r 2 cos PB PA gh ( P0 ) gh
L F
·F
F L
表面张力系数
②、大小：
二、弯曲液面的附加压强 定义： 液体表面为曲面时，表面张力有拉平液面的 趋势，致使液面内的压强与液面外的压强不同而 产生的压强差。
P外 P外
2、拉普拉斯公式（球形液面下的附加压强） 单位长度的表面张力：
P外
T T sin sin r R sin L 2r 2R sin T T L sin 2R sin
主动过程：不违反自然规律，但必须消耗能量
透膜输运 分子和离子透过生物 膜的输运是最基本的生理 过程。
第五节
液 体 内 各向同性
液体的表面现象
液体与气体 之间的分界面 液体与液体 之间的界面 液体与固体 之间的接触面
各向异性 表面现象
一、表面张力和表面能
它们为什么可以 漂在水面上
表面张力：液体表面内存在的使其表面积有收缩成 最小的趋势的张力。 ①、方向：与表面相切，与面内分界线垂直。
2 2 P外 R 2 sin 2 2R sin 2 P R sin 内
P内
2 ( P 内P 外 )R
F内
P外
2 P 内P 外 R
液体内、外
2 P 附加压强 R
T⊥
·
P内 F外
拉普拉斯公式
2 P 内P 外 R
2 P R