《液體表面張力毛細(xì)現(xiàn)象》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《液體表面張力毛細(xì)現(xiàn)象（22頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3章 液體的表面現(xiàn)象,,,昆蟲(chóng)在水面上行走,Surface tension：Robert Anderson,光的干涉條紋顯示水面高度的微小變化,蚊子靠納米結(jié)構(gòu)練就水上漂,A ROBOT WALKING ON WATER,結(jié)論：水面是一張有彈性的膜,,有趣的現(xiàn)象,二、液體的表面張力現(xiàn)象及微觀本質(zhì),液體表面像張緊的彈性膜一樣，具有收縮的趨勢(shì)。,（1）毛筆尖入水散開(kāi)，出水毛聚合；,（2）蚊子能夠站在水面上；,（3）鋼針能夠放在水面上；,（4）荷花上的水珠呈球形；,（5）肥皂膜的收縮；,液體表面具有收縮趨勢(shì)的力，這種存在于液體表面上的張力稱為表面張力。,說(shuō)明：力的作用是均勻分布的，力的方向與液面相切

2、； 液面收縮至最小。,3.1 液體的表面張力,一、液體的微觀結(jié)構(gòu),液體分子間作用力顯著。,宏觀上表現(xiàn)為不易壓縮性。,液體分子在平衡位置附近做振動(dòng)和在液體內(nèi)移動(dòng)。,在液體與氣體的分界面處、厚度等于分子有效作用半徑的那層液體，稱為液體的表面（層）。,表面層是一個(gè)厚度大概為10-9m的薄層，液體分子間距比較大,（1）液面收縮的微觀解釋,1、從分子力的角度，,B分子合力表現(xiàn)為_(kāi)________________,分子之間存在引力，液體內(nèi)部每一個(gè)分子都受到周?chē)肿拥囊?，處于平衡狀態(tài)。 但邊界處的分子只受到內(nèi)部分子的引力，呈收縮趨勢(shì)，存在一種張力。荷葉上的水滴、浮在水面上的硬幣就是表面張力的作用。,表面張

3、力,表面張力是出現(xiàn)在液體表面的張力，并不是作用在表面的張力。 其起因?qū)嶋H上是界面所造成的不對(duì)稱,液體表面所接觸的有固體和氣體,液體表面層分子比液體內(nèi)部分子的相互作用勢(shì)能大：,由勢(shì)能最小原則可知，在沒(méi)有外力影響下，液體應(yīng)處于表面積最小的狀態(tài)。,從力的角度看，就是有表面張力存在。,所受合外力指向液體內(nèi)部，因此有向液體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。,A,,,,,,fL,2、表面張力系數(shù)的基本性質(zhì),（1）不同液體的表面張力系數(shù)不同，密度小、容易蒸發(fā)的液體表面張力系數(shù)小。,（2）同一種液體的表面張力系數(shù)與溫度有關(guān)，溫度越高，表面張力系數(shù)越小。,（3）液體表面張力系數(shù)與相鄰物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。,（4）表面張力系數(shù)與液體中的

4、雜質(zhì)有關(guān)。,不沾濕,一、潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕,附著層：,在液體與固體接觸面上厚度為液體分子有效作用半徑的液體層。,由附著層內(nèi)的分子力引起,潤(rùn)濕,不潤(rùn)濕,,內(nèi)聚力：,液體內(nèi)部分子對(duì)附著層內(nèi)液體分子的吸引力,附著力：,固體分子對(duì)附著層內(nèi)液體分子的吸引力,潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕決定于液體和固體的性質(zhì)。,內(nèi)聚力大于附著力,,,A,,不潤(rùn)濕,內(nèi)聚力小于附著力,,,A,,潤(rùn)濕,,,液體對(duì)固體的潤(rùn)濕程度由接觸角來(lái)表示。,接觸角：,在液、固體接觸時(shí)，固體表面經(jīng)過(guò)液體內(nèi)部與液體表面所夾的角,，通常用q 來(lái)表示。,液體潤(rùn)濕固體；,當(dāng) 時(shí)，,當(dāng) 時(shí)，,液體不潤(rùn)濕固體；,當(dāng) 時(shí)，,液體完全潤(rùn)濕固體；,當(dāng) 時(shí)，,液體完全

5、不潤(rùn)濕固體；,,,,q,潤(rùn)濕,,q,不潤(rùn)濕,從能量角度解釋不潤(rùn)濕,對(duì)于附著層內(nèi)任意一分子 A ，當(dāng)內(nèi)聚力大于附著力時(shí)， A 分子受到的合力 f 垂直于附著層指向液體內(nèi)部。,液體分子從液體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)到附著層內(nèi)分子間作用力做負(fù)功（即分子勢(shì)能增大），附著層內(nèi)分子勢(shì)能比液體內(nèi)部分子勢(shì)能大。,根據(jù)平衡態(tài)勢(shì)能最小的原則，附著層內(nèi)的分子要盡量擠入液體內(nèi)（即盡量處于低勢(shì)能態(tài)），結(jié)果附著層收縮，表現(xiàn)為液體不潤(rùn)濕固體。,,當(dāng)內(nèi)聚力小于附著力時(shí)，附著層內(nèi)的分子 A 受到的合力 f 垂直于附著層指向固體表面。,從能量角度解釋潤(rùn)濕,液體分子從液體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)到附著層內(nèi)分子間作用力做正功（即分子勢(shì)能減小），使得附著層內(nèi)分子勢(shì)能

6、比液體內(nèi)部分子勢(shì)能小。,液體內(nèi)部的分子要盡量擠入附著層，結(jié)果附著層擴(kuò)展，表現(xiàn)為液體潤(rùn)濕固體。,,固體分子對(duì)液體分子的引力大于液體分子之間的引力，則稱液體對(duì)固體是沾濕的，如水對(duì)玻璃，柴油對(duì)鐵皮；反之稱為不沾濕的，如水銀對(duì)玻璃，水對(duì)荷葉。,液體對(duì)固體的沾濕和不沾濕,柴油對(duì)鐵皮的沾濕： 危害與防治,二、毛細(xì)現(xiàn)象,將細(xì)的管插入液體中，如果液體潤(rùn)濕管壁，液面成凹液面，液體將在管內(nèi)升高；如果液體不潤(rùn)濕管壁，液面成凸液面，液體將在管內(nèi)下降。這種現(xiàn)象稱為毛細(xì)現(xiàn)象。,,,,能夠產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)管稱為毛細(xì)管。,,,1、毛細(xì)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,毛細(xì)現(xiàn)象是由于潤(rùn)濕或不潤(rùn)濕現(xiàn)象和液體表面張力共同作用引起的。,如果液體對(duì)固體潤(rùn)濕，則接觸角為銳角。,,,,h,如果液體對(duì)固體不潤(rùn)濕，則接觸角為鈍角。,,,h,容器口徑非常小，附加壓強(qiáng)的存在將使管內(nèi)液面升高，產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象。,容器口徑很小，附加壓強(qiáng)的存在將使管內(nèi)液面降低，產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象。,土地的鹽堿化源于毛細(xì)現(xiàn)象抽吸地下水,灌溉以及水庫(kù)會(huì)引起地下水上升，如果達(dá)到土壤毛細(xì)作用范圍，蒸發(fā)就會(huì)使地下水持續(xù)上升，水被蒸發(fā)，留下礦物質(zhì)，引起土地鹽堿化。 植樹(shù)、治沙與土地荒漠化,,,,土地的鹽堿化源于毛細(xì)現(xiàn)象抽吸地下水,,,