ch3液体的表面现象

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1、第3章液体的表面现象也许你曾经留意也许你曾有所思为什么……毛笔出水自聚合植物叶面水成滴蚊子站立水面上钢针水上不沉落气球越吹越省力肥皂溶水起泡膜秋冬多有雾弥漫清晨常见地潮湿上述现象皆有因本章内容道根底毛细管中水升位纸张见水便润湿与固体接触的液体表面存在润湿和不润湿现象；上述两种现象使得细管（即毛细管）中的液体有毛细现象。与气体接触的液体表面存在表面张力现象，从而使弯曲液面内外有附加压强差；液体的表面表面层液体与气体的分界面液体与另一种液体的分界面附着层液体与固体的分界面§3.1液体的表面张力§3.2弯曲液面的附加压强§3.3毛细现象§3.4蒸发与凝结本章内容：§3.1液体的表面张力一、液体的

2、微观结构液体分子间作用力显著。宏观上表现为不易压缩性。液体分子在平衡位置附近做振动和在液体内移动。液体分子在每一个平衡位置上振动的时间。分子的定居时间：不同液体，随着温度、压强的不同，定居时间不同。在液体与气体的分界面处厚度等于分子有效作用半径的那层液体称为液体的表面层。当外力作用时间>定居时间表现为液体的流动性当外力作用时间<定居时间表现为固体所特有的弹性形变、脆性断裂等力学现象二、液体的表面张力现象及微观本质液体表面像张紧的弹性薄膜，具有收缩的趋势。实例：(1)毛笔尖入水散开，出水毛聚合；(2)蚊子能够站在水面上；(3)钢针能够放在水面上；(4)荷花上的水珠呈球形；(5)肥皂膜的收缩；

3、液体表面张力：说明：①力的作用是均匀分布的，力的方向与液面相切；②液面收缩至最小。液体表面有收缩其表面的趋势，说明沿着液体表面层有一种收缩力作用。这种作用力叫液体表面张力。表面张力的微观本质：表面层分子之间相互作用力的不对称性引起的。从能量的角度来解释表面张力存在的原因。分别以液体表面层分子A和内部分子B为球心、分子有效作用距离为半径作球（分子作用球）。对于液体内部分子B，分子作用球内液体分子的分布是对称的；ABB从统计上讲，其受力情况也是对称的，所以沿各个方向运动的可能性相等。对于液体表面层的分子A，分子作用球中有一部分在液体表面以外，分子作用球内下部液体分子密度大于上部；当液体内部分子

4、移动到表面层中时，就要克服上述指向液体内部的分子引力作功，这部分功将转变为分子相互作用的势能。所以液体表面层分子比液体内部分子的相互作用势能大。由势能最小原则，液体表面层的分子有挤进液体内部的趋势，结果液体的表面就会尽量的收缩。从力的角度看，就是有表面张力存在。统计平均效果所受合外力指向液体内部。AfL三、表面张力系数从力的角度定义AB(1)(2)ss’AB(2)s(1)s’从做功的角度定义ssFF做功为：DS指的是这一过程中液体表面积的增量。a表示增加单位表面积时，外力所做的功。a称为表面张力系数，表示单位长度线段两旁液面相互作用的表面张力，在国际单位制中的单位为N·m-1。1、表面张力

5、系数的定义所以：从表面能的角度定义由能量守恒定律，外力F所做的功完全用于克服表面张力，从而转变为液膜的表面能DE储存起来，即：所以：a表示增大液体单位表面积所增加的表面能。2、影响表面张力系数的因素液体的性质表面张力系数是液体本身的固有属性，与液体的种类相关。液体的温度同一液体的表面张力系数与温度有关，温度越高，表面张力系数越小。水：液体中的杂质表面活性物质（肥皂）两种液体形成的交界面液体表面张力系数与相邻物质的性质有关。20℃的水苯界面20℃的水乙醚界面雨后精灵3、表面张力系数的测定拉脱法拉脱法测量液体表面张力系数的实验仪器——焦利秤。液膜的对金属框的作用力为当拉起的水膜处于即将破裂的状

6、态时，两个表面近似在竖直平面内，此时用焦利秤对金属框的作用力：则液体表面的张力系数：将质量为m的待测液体吸入移液管内，然后让其缓慢地滴出。当液滴即将滴下时，表面层将在颈部发生断裂。此时颈部表面层的表面张力均为竖直向上，且合力正好支持重力。液滴测定法用附有目镜测微尺的望远镜测得断裂痕的直径为d，移液管中液体全部滴尽时的总滴数为n，则每一滴液体的重量为：所受的表面张力为：则有即具有一可移动边KL的框架ABCD（如图所示）竖直放置，其上覆盖了一层肥皂膜，解(1)钢棒KL保持平衡，则有其中例(1)要保持平衡，钢棒KL直径应为多少？(2)若保持温度不变，钢棒下移1cm需做功4.5×10-5J，则棒长

7、L为多少？（已知钢密度为ρ=8.5×103kg·m-3，肥皂水表面张力系数α=0.045N·m-1）求即(2)由则得：则已知肥皂表面张力系数a＝43×10-3N·m-1，现把一个肥皂泡吹到直径为4cm。克服表面张力所做的功全部转化为肥皂泡的表面能：解由表面张力系数的定义及得：例求为克服表面张力所作的功为多少？则大水滴的面积为例解设小水滴数目为n，n个小水滴的总面积为在融合过程中，小水滴的总体积与大水滴的体积相同，则表面张