Chap3：液表性质.ppt

《Chap3：液表性质.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章：液体的表面性质（Surfacepropertyofliquid）Introduction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§3.1液体的表面张力1.表面张力现象（Phenomenonofsurfacetension）液体的表面犹如张紧的弹性薄膜，有使其面积收缩至最小的趋势。实例：雨滴成球形毛笔出水聚合2.表面张力公式如图示，若要维持滑边不动，需加一外力平衡表面张力。实验表明，每层液膜施于滑边的表面张力为：表面由两液面或液面与空

2、气形成的交界面（1）物理意义表面张力的方向垂直于张力线并与液体表面相切AB(1)(2)ff’表面张力系数表面张力系数是反映表面张力强度的一个物理量从力的角度表示单位长度两侧液面相互作用的拉力。从功的角度增加单位表面积时，外力克服表面张力做的功。从能角度增加单位表面积时，液膜表面所增加的表面势能。（2）影响表面张力系数的因素液体的性质液体的温度液体中的杂质两种液体形成的交界面水：20℃的水苯界面20℃的水乙醚界面表面活性物质（肥皂）表面层内分子相互作用的势能雨后精灵水和油界面的表面张力系数a=1.8×10-2N·m-1，为了使1.0×10-3kg的油滴在水内散布成半径r=10-

3、6m小油滴，需要做多少功？（散布过程可以认为是等温的，油的密度为ρ=900kg·m-3）。大油滴散布成小油滴是，表面积增加，外力需做功。例：解：因油的质量不变，有：解得：例：解：因融合前后体积不变，有：半径r=2×10-3mm的许多小水滴融合成一半径为R=2mm的大水滴时。(假设水滴呈球状，水的表面张力系数α=73×10-3N·m-1在此过程中保持不变)求所释放出的能量。（同学作，5分钟）设小水滴数目为n，则小水滴、大水滴的总面积为：3.表面张力的微观机理ABCBAffC从分子力的角度表面层分子受的合力趋向于绷紧表面，而表面层间的分子相互吸引力又维持表面薄膜不破裂。表面张力是

4、由于表面层分子受力不对称性引起的。从能量的角度表面层分子趋向于内部低能态，使液面收缩以减少表面能引起的。表面层表面实际意义是指一厚度为δ（分子的有效作用半径），而不是数学意义上的几何面4.表面张力系数的的测定拉脱法(1)焦利秤由精密弹簧、浮标（横刻线）、玻璃管（横刻线）可移平台、游标尺及调移旋钮组成。金属丝框受力分析：丝框横边ab与液面相切时有：(2)测量原理拉起的水膜处于即将破裂时，有：液滴法颈部发生断裂时，有：颈部断裂面的直径d由移测显微镜测量。m通过液滴总质重量和液滴数确定。由上两式：§3.2弯曲液面的附加压强液面弯曲时，由于表面张力的存在，液面内外产生了压强差，这个压

5、强差称为附加压强。1.附加压强的成因ffP0P1=P0Δs水平液面凹形液面（液内为参考点）P1ffP0Δs由于面元上所受的表面张力合力朝上，所以：凸形液面（液内为参考点）fΔsP0fP1由于面元上所受的表面张力合力朝下，所以：也可这样理解，类似弹性薄膜的液面本身有变平的趋势，于是便有上述结论。由上可知，附加压强在数值上：若将±f合视为矢量f合指向液内的投影值，便有，凸液面产生了指向液内的正附加压强，凹液面产生了指向液面外的负附加压强。2.拉谱拉斯公式（附加压强的计算）df//df⊥dfrABCRdl取一球冠形的凸液面为研究对象。因得：结论:表面曲率度越大，表面张力系数越大，附

6、加压强绝对值越大。（凸）（凹）例：解：以液体为参考，气泡弧面为凹形面，有：试求一恰在水面下的气泡内空气的压强，设气泡的半径R=5×10-6m，水的表面张力系数α=73×10-3N·m-1，大气压强P0=1.013×105Pa。P0作业：P52页：3.3,3.11,3.20以液膜内B为参考点，则：（肥皂泡）所以液泡的内外压强差ACRB随着半径的增加内部压强变小（为什么气泡越吹越省力）附实验结果：A气泡半径增大，B气泡缩为球冠弧面。压差实验分析：§3.3毛细现象（Capillarity）纸张、煤油灯芯的毛细现象土壤、植物根部的毛细现象实验hh水在玻璃细管中上升水银在玻璃细管中下降

7、液体在由固体构成的细管通道中上升或下降的现象称—毛细现象。该细管通道称—毛细管。1.液体对固体的润湿与不润湿液体能否润湿固体取决于液体和固体的共同性质如果液体在固体的表面能够形成球状液滴，和固体表面有一个最小的接触面积，就说液体不能润湿固体。如果液体能在固体表面扩展开来，就说液体能够润湿固体。例：水可润湿玻璃但不能润湿石蜡。水银不能润湿玻璃但可润湿锌板。润湿不润湿（1）接触角：对润湿程度科学的，定量的描述。固体表面经过液体内部和液体表面所夹的角—接触角。q润湿q不润湿当时，液体润湿固体；当时，液体完全润