液体的性质和微观结构

第二节液体

教学目标：

1、知道液体的宏观性质（具有一定的体积，不易压缩，有流动性），从而了解液体的微观结构。

2、能用分子动理论的观点初步说明液体表面张力现象。了解表面张力现象在实际中的应用，并能解释一些简单的自然现象。

3、知道什么是浸润和不浸润现象。能用浸润和不浸润解释有关的简单现象。

4、知道什么是毛细现象以及毛细现象是怎样产生的。

5、知道毛细现象在实际中的应用和防止。

教学重点：液体的表面张力、浸润与不浸润、毛细现象。

教学难点：对浸润与不浸润的理解。

教学方法：讲述法、实验法、演示法、讨论法

教学用具：多媒体设备

教学过程：

（一）引入新课

分子在不停的做无规则的运动，分子之间的的相互作用力使得分子聚集在一起，而分子的无规则运动又使它们分散开来，我们看到自然界中物质的三种状态：液态、气态和固态，便是由于分子的这两种作用而产生的三种不同的聚集状态。为了更好的研究微观分子的排布对物质宏观性质的影响，我们分别研究物质的固态、液态和气态——固体、液体和气体；前面，我们已经研究了固体，今天，我们来研究液体。

（二）新课教学

1、对比液态、气态、固态研究液体的性质

问题：对比气体、固体，讨论液体与这两种物态的宏观性质具有哪些相似的特性？

教师给一提示：宏观性质有形状、颜色、硬度、延展性等等。

教师总结：

（1）液体和气体没有一定的形状，是流动的。

（2）液体和固体具有一定的体积；而气体的体积可以变化千万倍。

（3）液体和固体都很难被压缩；而气体可以很容易的被压缩。

教师讲解：通过上面的研究，我们发现，液体的性质介于气体和固体之间，它与固体一样具有一定的体积，不易压缩，同时，又像气体一样没有固定的形状，具有流动性。这些性质是由它的微观结构决定的。下面，我们来对比一下分子的这三种聚集形式。

2、液体的微观结构

（教师在讲解时，可以通过视频演示来表现分子的三种聚集形式；可以参考媒体资料）

如果我们假设，固态时物质体积为1，液化后的体积大约为10，汽化后的体积则为。

通过对比可以看出，液体分子的排布更接近固态，在宏观性质上表现出类似于固态的不可压缩性和体积不变性。

跟固体一样，液体分子间的排列也很紧密，分子间的作用力也比较强，在这种分子力的作用下，液体分子只在很小的区域内做有规则的排列，这种区域是不稳定的：边界、大小随时改变，液体就是由这种不稳定的小区域构成，而这些小区域又杂乱无章的排布着，使得液体表现出各向同性。非晶体的微观结构跟液体非常类似，可以看作是粘滞性极大的液体，所以严格说来，只有晶体才能叫做真正的固体。

教师出示表格对比：

固体液体气体

体积对比 1 10

单个分子表现在固定的平衡位置附

近做微小的振动

在非固定的平衡位置

附近做振动

没有平衡位置

局部（小区域）表现

分子规则的排列 形成暂时的分子规则排布 无规则 宏观性质 各向异性 各向同性 各向同性

教师讲解：由于液体分子排布这种特点，使得液体具有一些特有的物理性质。

3、液体的表面张力

教师出示媒体课件（表面张力的系列图片展示）

自然界的水、流动的水银，炽热的铁水等等都是物质的液态形式。在观察这些液态景观时，我们会注意到：荷叶上的小水滴和草上的露珠会呈球形，一滴汞能成为球形在玻璃板上滚动，这些现象的产生是什么原因呢？

这些现象都与液体表面的性质有关。跟气体接触的液面薄层叫做表面层。下面我们通过实验来研究液体表面层的性质。

实验1： 将一个拴有松弛棉线的铁丝环浸入肥皂水中再拿出来，使环上布满肥皂液膜，用烧热的针刺破棉线一侧的肥皂液膜。观察另一侧肥皂液膜的变化情况和棉线的形状。

学生观察并得出结论：环内棉线另一侧的肥皂液膜收缩，棉线变成张紧的弧形。

教师展示课件：表面张力实验的演示以及原理说明

实验表明，液体的表面层好像是绷紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋势。 分析：表面层里的分子要比液体内部稀疏一些（出示图片或者视频），在液体内部，分子间既存在引力，又存在斥力，引力和斥力的数量级相同，在通常的情况下可以认为它们之间的大小是相等的，而在表面层内，由于分子间距比较大，分子之间的作用力表现为引力，（如图所示）我们可以假想一个分界线 ，将液体表面分割成A 、B 两部分，由于表面分子之间的引力作用，A 部分对B 部分具有引力作用，使得

向A 部分收缩，同样，B 部分对A 部分具有引力作用，使得 向B 部分收缩，我们将液面各部分之间的相互吸引的力称作为表面张力，在表面张力的作用下液体表面形成一个“弹性薄膜”。

表面张力的作用使得液体表面具有收缩的趋势，在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积是最小的，所以露珠、水银、失重状态下的水滴等等呈现球形。

问题：请学生们分析下面这些现象，并解释产生的原因？

（1）雨伞的伞面有细小的孔，为什么水不会从孔里漏下去？（因为水将纱线浸湿后，在纱线孔隙中形成水膜，水膜的表面张力使得雨水不致漏下．）（2）将分币轻轻地放在一碗水的水面上，为什么分币会浮在水面上不沉下去？

这是由于表面张力使得液体表面形成一个张紧的薄膜，当分币放置上后，使得液体表面发生形变，产生弹力，这样受力平衡，所以分币会浮在水面上不沉下去。

4、浸润和不浸润

我们研究了液体和气体之间的交界面的性质——表面张力的作用，那么固体和液体之间的交界面又具有什么性质呢？我们将液体和固体之间的交界面叫做附着层。下面我们通过实验来研究液体附着层的性质。

实验1：将洁净的玻璃片和石蜡块分别浸入水中，然后拿出来。观察水在玻璃片上和石蜡块上的附着情况。

学生观察并讨论，得出结论：水能够附着在玻璃片上。水不能附着在石蜡上。（教师出示图片）

总结：实验表明，在洁净的玻璃片上放一滴水，水能扩展形成薄层，附着在玻璃板上。这种液体附着在固体表面上的现象叫做浸润。对玻璃来说，水是浸润液体。在石蜡面上放一滴水，水不能附着在石蜡表面上，这种液体不能附着在固体表面上的现象叫做不浸润。对石蜡来说，水是不浸润液体。同一种液体，对一些固体是浸润的，而对另一些固体可以是不浸润的。

浸润现象在日常生活中，我们可以经常看到：盛有液体的容器器壁附近的液面会成弯曲的形状，是由浸润或不浸润现象引起的。如果液体能浸润器壁，在接