认识液体PPT科学课件模板

(6)影响表面张力系数的因素
与液体的性质有关：不同液体，α值不同；密度小、 易挥发的液体α值较小。如酒精的α值很小，金属 熔 化后的α值很大。 与相邻物质性质有关：同一液体与不同物质交界，α
值不同。
与温度有关：温度升高，α值减小，两者近似呈线性
关系。( P69 表4-1 ) 与液体内所含杂质有关：在液体内加入杂质，液体
表面张力系数为α，将AB边无 摩擦、匀速、等温地右移△x，
在AB边上加的力为：F =2αl ， 则在这个过程中外力F 所做的 功为:
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，表面能增加，若用
△E 表示表面能增量，则：
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，表面能的增加。
从表面层中任 取一分子B，其受 合力与液面垂直， 指向液内，这使得 表面层内的分子与 液体内部的分子不 同,都受一个指向 液体内部的合力 。 在这些力作用下， 液体表面的分子有 被拉进液体内部的 趋势。在宏观上就表现为液体表面有收缩的趋势。
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;各个分子势能增量的总和称为表面能，用 E 表示。
2.表面张力 (1)表面层：在液体与气体交界面，厚度等于分
子有效作用半径R 的一层液体。 (2)表面张力：液体的表面层中有一种使液面尽
可能收缩成最小的宏观张力。
(3)表面张力产生的原因
①从分子运动论观点说明
分子作用球： 在液体内部
任取一分子A ,以 A为球心，以分 子有效作用半径 R 为半径作一球， 称为分子作用球 。 球外分子对A 无 作用力，球内分 子对A 的作用力 对称分布，合力 为零。
液体的表面性质
概述
液体的性质与其微观结构有关
液体具有一定的体积，不易压缩。
液体分
子间距较气体小了一个数量级 ,为10-10 m，分子排
列较紧密，分子间作用力较大,其热运动与固体相
似 ,主要在平衡位置附近作微小振动。
液体没有一定形状，并具有流动性。
这是
由于液体分子振动的平衡位置不固定，是近程有序，
即在很小范围内在一短暂时间里保持一定的规则性。
p
s
pa
s
呼气时，R （内外压强差 ）不利于 下一步吸气；表面活性物质浓度
恒指向曲率中心
二、球形液面附加压强
如图球形液面上的一小液面， 在周界上取一线元dl，作用 在dl上的表面张力
df = a dl
df //
j dl
r
c
df
df ^
R
j
df力的方向垂直dl且与球面相切。将df分
解为半径r垂直和平行的两个分力
df
与
^
df
//
o
df = df cos j = adl cos j //
df ^ = df sin j = adl sin j
由圆对称性，在圆周界上 的其他线元上，作用着同 样大小的表面张力，这些 力的水平分力相互抵消， 垂直分力方向相同，合力 为：
// j dl r
c
df
df ^
Rj
o
附加压强
——拉普拉斯球面附加压强公式 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。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。
的表面张力系数将显著改变，有的使其α值增加；有 的使其α值减小。使α值减小的物质称为表面活性物
质。
二、表面张力系数的测定（液滴测定法）
质量为m的待测液体吸入移液 管，由管口下端缓慢流出，形 成袋状水滴。当表面张力不足 以支持重力时，水滴下落，则： W=f
A
B
d
第二节 弯曲液面的附加压强
自然界中有许多情况下液面是弯曲的，弯曲 液面内外存在一压强差，称为附加压强, 用Ps 表 示。附加压强是由于表面张力存在而产生的。
下液体的压强：
p= p +p
0
s
p 为正 s
附加压强与外部压强相同为正，相反为负。
2）凹液面时，如图 D周s
界上表面张力的合力指向
外部，D s如好象被拉出，
液面内部压强小于外部压
强，液面下压强：
p= p -p
0
s
p s
为负
p= p -p
0
s
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，附加压强方向
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，这种趋势在宏观上就表现为液体 的表面张力。表面张力是宏观力，与液面相切; f ⊥是微观力，与液面垂直。
(4)表面张力系数
我们想象在液面上画一条 f
直线段，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
f
示，这恰为一对作用力与反作
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 =αl 。
α为表面张力系数，数值上等于单位长度直线段两
侧液面的表面张力，单位：N / m 。
(5)表面张力系数与表面能增量
如图所示，铁丝框上挂有液膜，
一：附加压强的产生 1.平液面
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：
2.液面弯曲
1)凸液面时，如图 D 周s 界上
表面张力沿切线方向，合力
指向液面内， D好s象紧压在
液体上，使液体受一附加压
强 ，由p力平衡条件，液面 s
举例：土壤颗粒粘合
三.球形液膜内、外压强差
如图,由于球形液膜很薄，内外 膜半径近似相等，设A、B、C 三
点压强分别为PA 、PB 、PC ，则：
R
举 例
B
膜内压强大于膜外压强，
A
并与半径成反比。
3.动物肺泡的活动：
பைடு நூலகம்pa
s
吸气时R
（内外压强差 ）不利于
下一步呼气；表面活性物质浓度
（内外压强差 ），利于下一步呼气。
由于液体分子间距小，分子间相互作用力较大， 当液体与气体、固体接触时，交界处由于分子力作用 而产生一系列特殊现象，即：液体表面现象。
第一节 液体的表面张力
一、表面张力
1.现象： (1)液面有收缩到最小的趋势； (2)液面像紧绷的橡皮膜具有弹性。
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。