液体的表面张力PPT课件
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高中物理第3章液体第1节液体的表面张力课件鲁科选修3_3
的面积。而体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面
球形。若露珠过大， 最小 。因此小水珠、小露珠等都呈现_____ 积_____
椭球形 ，完全失重环境下，可形 重力影响不能忽略，则呈 ________
成标准的球形。
[跟随名师· 解疑难]
1．液体表面张力的形成 (1)分子分布特点：由于蒸发现象，表面层分子的分布比液 体内部稀疏， 即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离 大。 (2)分子力的特点： 液体内部分子间引力、 斥力基本上相等， 而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力。 (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，使液体表面好像一层绷紧的膜。所以说表面张力是表面层 分子力作用的结果。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 如图 311 所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环 上，再把环在肥皂水里浸一下，使环上布满肥 皂的薄膜。如果用热针刺破棉线圈里那部分薄 膜，则棉线圈将成为 A．椭圆形 C．圆形 ( B．长方形 D．任意形状 )
图 311
解析：由于表面张力的作用，当刺破棉线圈里的薄膜时，棉线 圈外的薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成圆形。
答案：C
表面张力及其微观解释
[自读教材· 抓基础] 1．表面层 (1)定义：
薄层 。 液体与气体接触的表面存在的一个_____
(2)特点：
稀疏 。 表面层分子的分布比液体内部_____
2．表面张力 (1)定义：
吸引 的力。 液体表面各部分间相互_____
(2)作用效果：
小 由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能 ____
(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 312 所示。
球形。若露珠过大， 最小 。因此小水珠、小露珠等都呈现_____ 积_____
椭球形 ，完全失重环境下，可形 重力影响不能忽略，则呈 ________
成标准的球形。
[跟随名师· 解疑难]
1．液体表面张力的形成 (1)分子分布特点：由于蒸发现象，表面层分子的分布比液 体内部稀疏， 即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离 大。 (2)分子力的特点： 液体内部分子间引力、 斥力基本上相等， 而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力。 (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，使液体表面好像一层绷紧的膜。所以说表面张力是表面层 分子力作用的结果。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 如图 311 所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环 上，再把环在肥皂水里浸一下，使环上布满肥 皂的薄膜。如果用热针刺破棉线圈里那部分薄 膜，则棉线圈将成为 A．椭圆形 C．圆形 ( B．长方形 D．任意形状 )
图 311
解析：由于表面张力的作用，当刺破棉线圈里的薄膜时，棉线 圈外的薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成圆形。
答案：C
表面张力及其微观解释
[自读教材· 抓基础] 1．表面层 (1)定义：
薄层 。 液体与气体接触的表面存在的一个_____
(2)特点：
稀疏 。 表面层分子的分布比液体内部_____
2．表面张力 (1)定义：
吸引 的力。 液体表面各部分间相互_____
(2)作用效果：
小 由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能 ____
(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 312 所示。
鲁科版高中物理选修33第3章 第1节液体的表面张力公开课教学课件共21张PPT
五、知识拓展：防水透气面料
防水透气面料是一种新 型的纺织面料，其成份由 的高分子防水透气材料加 上布料复合而成。
六、小结
§3.1 液体的表面张力
1.产生原因：表面层 r> r0 引力 （微观）
2.定义：液体表面各部分间相互吸引的力（宏观） 3.方向：沿着液面的切线方向 4.作用效果：让液面绷紧，表面积收缩到最小 5.不同种类的液体，表面张力不同
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
二、合作探究：液体表面作用力的特点
结论：液面有收缩至表面积最小的趋势。
慢镜头——肥皂泡的破灭
三、理论分析：液体表面张力的微观解释
思考2：液面为什么会有收缩的趋势？
四、学以致用：用表面张力来解释相关问题
1.辨析：液面对硬币的作用是液体的表面张力吗？
不是
四、学以致用：用表面张力来解释相关问题
2.把纸片撒在水面上，滴入一滴肥皂水，纸片为何会迅速散开？
四、学以致用：用表面张力来解释相关问题
3.你知道生活中哪些现象与液体的表 面张力有关？你能用液体的表面张力来 解释这些现象吗？
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/8/142021/8/142021/8/142021/8/148/14/2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年8月14日星期六2021/8/142021/8/142021/8/14 15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年8月2021/8/142021/8/142021/8/148/14/2021 16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/8/142021/8/14August 14, 2021 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/8/142021/8/142021/8/142021/8/14
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
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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。
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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
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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。
教科版高中物理选修3-3《液体的表面张力》参考课件
特别提醒：(1)在体积相等的各种形状的物体中，球 形物体的表面积最小，所以草叶上的露珠、小水银 滴等，都因表面张力使液面收缩而呈球形． (2)表面张力是跟液面相切的．如果液面是平面，表 面张力就在这个平面上；如果液面是曲面，表面张 力就在这个曲面的切面上．作用在任何一部分液面 上的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直． (3)表面张力是根据效果命名的力，是液体的表面层 内大量分子力的宏观表现．
变式训练 下列有关表面张力的说法中，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收缩 C．有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表 面张力的缘故 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
解析：选BCD.表面张力的作用效果是使液体表 面收缩，由于表面张力，被压弯的液面收缩，使 小昆虫浮在液面上；由于表面张力使液滴收缩成 球形．
核心要点突破
一、液体的微观结构及特性 1．液体的微观结构 液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，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， 但液体分子只在很小的区域内有规则的排列，这种区 域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解， 有时又重新形成．液体由大量这种暂时形成的小区域 构成，这种小区域杂乱无章地分布着．
2．液体的宏观特性 (1)各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无章分布 的小区域构成，所以液体表现出各向同性． (2)一定体积：液体分子的排列更接近于固体，液体 中的分子密集在一起，分子间距接近于r0，相互间 的束缚作用强，主要表现为在平衡位置附近做微小 振动，所以液体具有一定的体积．
(3)流动性：液体分子能在平衡位置附近做微小的振 动，但没有长期固定的平衡位置，液体分子可以在 液体中移动，这是液体具有流动性的原因． (4)扩散特点：液体中扩散现象是由液体分子运动产 生的，分子在液体里的移动比在固体中容易得多， 所以液体的扩散要比固体的扩散快．
表面张力和表面能 课件
膜的透过性能和抗污染性能。
在大气污染控制中，表面张力用于颗粒 物的沉降和去除，从而降低大气中的颗 粒物浓度。例如，在湿法脱硫中，表面 张力用于控制液滴的粒径和分布，从而
提高脱硫效率。
THANKS
感谢观看
表面张力的物理意义
表面张力是液体表面所具有的 一种特性，它反映了液体表面 分子间相互作用的强弱。
表面张力决定了液体表面的形 状、大小以及液滴的形状和稳 定性。
表面张力在许多物理现象中起 着关键作用，如毛细现象、润 湿现象、气泡形成和破裂等。
表面张力的影响因素
温度
温度升高，表面张力降低；温 度降低，表面张力增大。
阳能电池板的效率。
在燃料电池的液态水管理中，表 面张力用于控制水分的分布和迁 移，从而影响燃料电池的性能和
寿命。
在环境保护中的应用
表面张力和表面能在环境保护中也有着 重要的应用，如水处理、大气污染控制
、土壤修复等。
在水处理中，表面张力用于控制水的表 面张力，从而提高水处理的效率。例如 ，在超滤膜过滤中，表面张力用于控制
在石油工业中，表面张力用于油水分离、油泥清洁等，以提高采收率和 生产效率。
在化学工业中，表面张力用于化学反应的速率控制、化学物质的分离和 提纯等。
在能源开发中的应用
表面张力在能源开发中也有着重 要的应用，如太阳能电池板的清 洗、燃料电池的液态水管理、核
反应堆的冷却剂管理等。
在太阳能电池板的清洗中，表面 张力起着重要作用，清洗剂的选 择和清洗工艺的优化可以提高太
物质种类
不同物质具有不同的表面张力 ，同一物质在不同温度和压力 下也具有不同的表面张力。
压力
压力对表面张力影响较小，但 在高压下也会引起表面张力的 变化。
在大气污染控制中，表面张力用于颗粒 物的沉降和去除，从而降低大气中的颗 粒物浓度。例如，在湿法脱硫中，表面 张力用于控制液滴的粒径和分布，从而
提高脱硫效率。
THANKS
感谢观看
表面张力的物理意义
表面张力是液体表面所具有的 一种特性，它反映了液体表面 分子间相互作用的强弱。
表面张力决定了液体表面的形 状、大小以及液滴的形状和稳 定性。
表面张力在许多物理现象中起 着关键作用，如毛细现象、润 湿现象、气泡形成和破裂等。
表面张力的影响因素
温度
温度升高，表面张力降低；温 度降低，表面张力增大。
阳能电池板的效率。
在燃料电池的液态水管理中，表 面张力用于控制水分的分布和迁 移，从而影响燃料电池的性能和
寿命。
在环境保护中的应用
表面张力和表面能在环境保护中也有着 重要的应用，如水处理、大气污染控制
、土壤修复等。
在水处理中，表面张力用于控制水的表 面张力，从而提高水处理的效率。例如 ，在超滤膜过滤中，表面张力用于控制
在石油工业中，表面张力用于油水分离、油泥清洁等，以提高采收率和 生产效率。
在化学工业中，表面张力用于化学反应的速率控制、化学物质的分离和 提纯等。
在能源开发中的应用
表面张力在能源开发中也有着重 要的应用，如太阳能电池板的清 洗、燃料电池的液态水管理、核
反应堆的冷却剂管理等。
在太阳能电池板的清洗中，表面 张力起着重要作用，清洗剂的选 择和清洗工艺的优化可以提高太
物质种类
不同物质具有不同的表面张力 ，同一物质在不同温度和压力 下也具有不同的表面张力。
压力
压力对表面张力影响较小，但 在高压下也会引起表面张力的 变化。
液体(高中物理教学课件)
一.液体的表面张力
水黾
荷叶上的水珠
杯中的水
缝衣针
硬币
水球
问题：把玻璃管的裂口放在火焰 上烧熔，它的尖端就会变钝。这 是什么缘故？ 答：玻璃熔化后变成液体，产生 表面张力收缩造成的结果。
例1.下列关于液体表面张力的说法中正确的是( BCD ) 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 张力的缘故 D.用滴管滴液滴，滴的液滴总近似成球形，这是由于表 面张力的缘故
如图a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（ D ）
A.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
例10.关于四幅图中现象的分析，下列说法正确的是 （ B） A.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
二.浸润和不浸润
鸭子用嘴擦拭身体是为了给羽毛涂抹 油脂，使羽毛与水不浸润更容易漂浮。
荷叶上的露珠不会粘在荷叶上是因为 水和荷叶是不浸润的。
脱脂棉：经化学处理去掉脂肪的棉花， 比普通棉花容易吸收液体。
防水透气面料与水不浸润，防止雨水 打湿衣服。
液体放在玻璃管中，液面与管壁接触 的位置是弯曲的，但有的向上弯，有 的向下弯。这也是浸润与不浸润两种 现象的区别。
例6.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( B ) A.偏大 B.偏小 C.相同 D.无法解释
解析：因为水银不浸润玻璃，所以玻璃管中的水银呈凸 形；因为玻璃管很细，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
液体的表面张力资料ppt课件
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2019
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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
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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
1
2019
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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
《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。
相关主题
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PB = PA
2. 液面弯曲
P0
1)凸液面时，如图S周界上 表面张力沿切线方向，合力 指向液面内，S好象紧压在 液体上，使液体受一附加压 强 ps ， 由 力 平 衡 条 件 ， 液 面 下液体的压强：
f A S f
B
Ps P
PB＝P0ps ps为正;
附加压强使得液体内部压强大于外部压强。
2）凹液面时，如图S周界 上表面张力的合力指向外 部，S好象被拉出，液面 内部压强小于外部压强， 液面下压强：
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
力越大。设线段长为l ,则：F = l 。
为表面张力系数，表示液体表面单位长度直线段
上的表面张力，单位：N / m 。
(5). 表面张力系数与表面能增量（定义二）
如图所示，铁丝框上挂有液膜，表面
• 任何系统的势能越小越稳定，所以表面层内的分子有尽 量挤入液体内部的趋势，即液面有收缩的趋势，使液面 呈紧张状态，宏观上就表现为液体的表面张力。
• 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
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
2
2
PA RPC R
4
PC PA R
液泡内压强大于液泡外压强，并与半径成反比。
同样处在大气压下，液泡半径越小，内外的压强 差越大;
补充： ※向带有活塞的三通玻璃管 吹气使两端分别挂上大小不一的肥 皂泡，旋转活塞使两气泡连通，观 察气泡的变化?
发现小泡将越来越小，大泡越胀 越大。这就是小泡的附加压强大于 大泡的附加压强的缘故。
2021/3/7
CHENLI
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补充例4 如图，在内半径r＝0.3mm的细玻璃管中注水，一部 分水在管的下端形成一凸液面，其半径为3mm，管中凹液面 的曲率半径与毛细管的内半径相同。求管中所悬水柱的长度h。
CHENLI
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
的球形？
3
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。
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
2021/3/7
CHENLI
1
2021/3/7
CHENLI
2
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？
2021/3/7
张力系数为 ，将AB边无摩擦、匀速、 等温地右移△x，在AB边上加的力为： F =2 l ，则在这个过程中外力F 所
做的功为:
W F x 2 l x S
A A f F
B B
其中△S = 2l△x ,是AB 向右移动过程中液面面积的增量。外
力克服分子间引力做功，液体表面能增加，若用△E 表示表面
设水的表面张力系数 ＝7310-3 N／m.
PA
P0
2
R
2
PB P0 r
PAPBgh
h2gR 11r5.4cm
2021/3/7
CHENLI
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五、润湿与不润湿
1. 定义 润湿: 液体沿固体表面 延展的现象，称液体润 湿固体。(水—玻璃)
可能收缩成最小的宏观张力。
(3)表面张力产生的微观本质
①分子力观点：
表面张力是由于液体表面层内分子间相互 作用与液体内部分子间相互作用不同。
②从能量观点来分析
把分子从液体内部移到表面层，需克服 f⊥ 作功;外力 作功,分子势能增加,即表面层内分子的势能比液体内 部分子的势能大，表面层为高势能区;
能增量，则：
EWS
E W
S S
表面张力系数在数值上等于增加单位液体表面积时，外力所 需做的功，或增加单位液体表面积时，所增加的表面能—— 比表面能；
二：附加压强的产生
1.平液面
P0
f A S
f
B
P
在液体表面上取一小面积△S ,由于液面水平，表 面张力沿水平方向， △S 平衡时，其边界表面张 力相互抵消,△S 内外压强相等：
l 2r
受力平衡： P内 r2P外 r2F
P内P外2srin
sin r
R
P内P外
2
R
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P内P外
2
R
——拉普拉斯公式
2 附加压强：ps R ——球形液面附加压强公式
球形液面附加压强与表面张力系数成正比，与球面半径R成反比。 适用于任何液面：球面、半球面、凹凸面，R是液面处的曲率半径； 半径越小，附加压强越大；半径越大，附加压强越小； 半径无限大时，附加压强等于零，这正是水平液面的情况。
一、表面张力
1.现象：
(1).液体表面有收缩到最小的趋势；
(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。
2.表面张力 (1)表面层：在液体与气体交界面，厚度等于分
子有效作用距离(=10-8 m) 的一层液体。 (2)表面张力：液体的表面层中有一种使液面尽
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
P0 Ps
f A S f
B
P
PB＝P0 ps
总之：附加压强使弯曲液面内外压强不等，与液面 曲率中心同侧的压强恒大于另一侧，
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
Hale Waihona Puke 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:
2. 液面弯曲
P0
1)凸液面时，如图S周界上 表面张力沿切线方向，合力 指向液面内，S好象紧压在 液体上，使液体受一附加压 强 ps ， 由 力 平 衡 条 件 ， 液 面 下液体的压强：
f A S f
B
Ps P
PB＝P0ps ps为正;
附加压强使得液体内部压强大于外部压强。
2）凹液面时，如图S周界 上表面张力的合力指向外 部，S好象被拉出，液面 内部压强小于外部压强， 液面下压强：
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
力越大。设线段长为l ,则：F = l 。
为表面张力系数，表示液体表面单位长度直线段
上的表面张力，单位：N / m 。
(5). 表面张力系数与表面能增量（定义二）
如图所示，铁丝框上挂有液膜，表面
• 任何系统的势能越小越稳定，所以表面层内的分子有尽 量挤入液体内部的趋势，即液面有收缩的趋势，使液面 呈紧张状态，宏观上就表现为液体的表面张力。
• 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
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
2
2
PA RPC R
4
PC PA R
液泡内压强大于液泡外压强，并与半径成反比。
同样处在大气压下，液泡半径越小，内外的压强 差越大;
补充： ※向带有活塞的三通玻璃管 吹气使两端分别挂上大小不一的肥 皂泡，旋转活塞使两气泡连通，观 察气泡的变化?
发现小泡将越来越小，大泡越胀 越大。这就是小泡的附加压强大于 大泡的附加压强的缘故。
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补充例4 如图，在内半径r＝0.3mm的细玻璃管中注水，一部 分水在管的下端形成一凸液面，其半径为3mm，管中凹液面 的曲率半径与毛细管的内半径相同。求管中所悬水柱的长度h。
CHENLI
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
的球形？
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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。
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
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CHENLI
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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？
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张力系数为 ，将AB边无摩擦、匀速、 等温地右移△x，在AB边上加的力为： F =2 l ，则在这个过程中外力F 所
做的功为:
W F x 2 l x S
A A f F
B B
其中△S = 2l△x ,是AB 向右移动过程中液面面积的增量。外
力克服分子间引力做功，液体表面能增加，若用△E 表示表面
设水的表面张力系数 ＝7310-3 N／m.
PA
P0
2
R
2
PB P0 r
PAPBgh
h2gR 11r5.4cm
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五、润湿与不润湿
1. 定义 润湿: 液体沿固体表面 延展的现象，称液体润 湿固体。(水—玻璃)
可能收缩成最小的宏观张力。
(3)表面张力产生的微观本质
①分子力观点：
表面张力是由于液体表面层内分子间相互 作用与液体内部分子间相互作用不同。
②从能量观点来分析
把分子从液体内部移到表面层，需克服 f⊥ 作功;外力 作功,分子势能增加,即表面层内分子的势能比液体内 部分子的势能大，表面层为高势能区;
能增量，则：
EWS
E W
S S
表面张力系数在数值上等于增加单位液体表面积时，外力所 需做的功，或增加单位液体表面积时，所增加的表面能—— 比表面能；
二：附加压强的产生
1.平液面
P0
f A S
f
B
P
在液体表面上取一小面积△S ,由于液面水平，表 面张力沿水平方向， △S 平衡时，其边界表面张 力相互抵消,△S 内外压强相等：
l 2r
受力平衡： P内 r2P外 r2F
P内P外2srin
sin r
R
P内P外
2
R
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P内P外
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R
——拉普拉斯公式
2 附加压强：ps R ——球形液面附加压强公式
球形液面附加压强与表面张力系数成正比，与球面半径R成反比。 适用于任何液面：球面、半球面、凹凸面，R是液面处的曲率半径； 半径越小，附加压强越大；半径越大，附加压强越小； 半径无限大时，附加压强等于零，这正是水平液面的情况。
一、表面张力
1.现象：
(1).液体表面有收缩到最小的趋势；
(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。
2.表面张力 (1)表面层：在液体与气体交界面，厚度等于分
子有效作用距离(=10-8 m) 的一层液体。 (2)表面张力：液体的表面层中有一种使液面尽
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
P0 Ps
f A S f
B
P
PB＝P0 ps
总之：附加压强使弯曲液面内外压强不等，与液面 曲率中心同侧的压强恒大于另一侧，
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
Hale Waihona Puke 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: