南师附中物理竞赛讲义91固体液体

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1、9.1固体液体一、固体的微观结构1、固体的分类晶体多晶体单晶体非晶体2、非晶体非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）空间排列不具有规则周期性的固体。非晶体具有各向同性3、晶体品体是指组成物质的分子（或原子、离子）在三维空间呈周期性重复排列的固体。品体的微观结构：⑴人量相同的结构单元周期性排列晶体具有规则的儿何外形晶体具冇各向异性⑵各单元间作用力很强，因此粒了只能在平衡位置附近振动品体有固定的熔点，熔化时温度保持不变注意：各向同性或各向杲性不知特指某种物理性质，而是几乎所有的物理性质都满足各向同性或各向异性。例如：各

2、方向的导热系数、膨胀系数、电阻率4、单晶和多晶单品：严格满足品体定义多晶：整个物体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体纽成的单晶：短程有序，长程有序（各向异性），有熔点多晶：短程有序，长程无序（各向同性）,有熔点非品体：短程无序（各向同性），无熔点二、物体的热膨胀一般來说，受热膨胀。极少数物质，在一•定的范围内受热收缩（反常膨胀）（与物质结构有关）例如：一定虽的水在4cC时体积最小。因此在0-4°C时升温收缩线膨胀、体膨胀：（1）物体受热时某个方向上线度的增长称为线膨胀<=/（）（1+血）其小，/（）为0°C时的长度，人

3、为广C时的长度，为线膨胀系数（对固体和液体，系数很小）例1、对于线膨胀系数为U的物体，温度从“变为4是否满足乙=厶［1+4©一。］?(2)物体受热时体积的增长称为体膨胀，其中0为体膨胀系数匕*(1+炉)爲=匕［1+0(/2-丿例2、对于同一物体试证明0=3q例3、在不同的温度范围，水的体膨胀系数不同。0°C

4、温度/=15°C时的体积V例4、两根均匀的不同金属棒，密度分别为P”P2,线膨胀系数分别为a2,长度都为I,-•端粘合在一起，温度为0°C。悬挂棒于A点，棒恰成水平并静止。若温度升高到t°C,要使棒保持水平并静止，需改变悬点至B,求AB间的距离。例5、厚度均为0.2mm的钢片和青铜片，在T讦293K时将它们的端点焊接起来，成为等长的平而双金属片，若钢和青铜的线胀系数分别为a1=107度和a2=2X10W・当把它们温度升高到t2=393K时它们将弯成圆弧形.试求这圆弧的半径，加热时忽略厚度的变化.三、液体的微观结构从而

5、表现出流动性。介于固体和气体之间，像固体不易被压缩，像气体具冇流动性。分子在平衡位置附近做热运动，但平衡位置不断改变，四、液体的表面现象1、液体的表面张力（气液表面）（1）微观解释:液体内部分子受的分子力具有各向同性。液体表面的分子，山于两边是不同介质，受到内部的分子力和外部的分子力不同。对于气液表面，液体内部分了间距小，分了多，因此对表面分子的吸引力大；气体分子间距大，分子少，因此对表面分子的吸引力小。两边的分子力共同作用，使液体表面具有缩小的趋势。（2）实例：水滴的形状近似球形、水超过杯沿却不流出、（3）表而张力

6、：液体表而受的分子力的总效果。方向：垂直于分界线（面），指向表面的收缩方向。大小：和分界线长度有关其屮"为表面张力系数，与液体性质、温度有关，与界血•人小无关。对于薄层液体，注意有两个表面！表面张力要乘以2!（4）表面张力做功：—•般液体：W=-fAx=-aL/Sjc=一oAS薄层液体：W=-fx=-2a厶心二―2oAS2、浸润和不浸润现象（固液表面）微观解释：对于固液表面，两边的分子力共同作用。如果固体的分子引力比较大，则液体表而具有增大的趋势，此时称为浸润现象；如果液体的分了引力比较大，则液体表面具冇缩小的趋势

7、，此时称为不浸润现象。同一种液体，可能对有些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的。一般來说，固体分子的引力比较大，浸润现象比较常见。不浸润现象比较明显的是水银和其他固体Z间。3、毛细现象（固液表面）在细悸中，浸润的液体沿管上升，上表面下凹；不浸润的液体沿管下降，上表面上凸。接触角0：气液接触面和固液接触面的夹角例6、将半径为r的圆柱形的细管，插入表面张力系数为”的液体中，接触角为（），求细管中液面上升的高度。例7、证明：半径为r的球形液体薄膜（液体的表面张力系数为。），对其中气体的附加压强为妙=匹r例8、毛细管由两根

8、内径分别为&和d2的薄玻璃管构成，其中认2,如图，管内注入质量为M的一大滴水。当毛细管水平放置时，整个水滴“爬进”细管内，而当毛细管竖直放査时,所有水从细管中流出来。试问当毛细管的轴与竖直方向Z间成多大角吋，水滴一部分在粗管内而另一部分在细管内？水的表面张力系数是6体。接触角近似为0。。水的密度为5对玻璃來说，水是浸润液例9、一个球形肥皂泡，质