《液体的表面张力》PPT课件.ppt

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1、热学讲课顺序：1、按照竞赛真题题型来讲抓住重点、突破难点2、新增内容真题研究：1、题目的构成2、包含的概念、规律、方法3、重点难点4、易错点5、拓展点表面张力现象为什么水面上的小昆虫能在水面上行走，而不会沉入水中？牛奶滴落在盘中的瞬间飞溅情形，呈现球状，在盘上方的牛奶呈现近乎完美的球形？表面张力的演示实验（1）圆形金属框上沾有肥皂泡沫，若将膜面上的棉线圈内部的膜戳破，那么棉线圈将被液体的表面张力拉成圆形；表面张力的演示实验（2）橄榄油滴浮在同密度的水和酒精的混合液体中，由于表面张力的作用，油滴形成完美的球形。一、表面张力1.现象：说明：液面上

2、存在沿表面的收缩力作用，这种力只存在于液体表面。(2).液面像紧绷的弹性薄膜。(1).液体表面有收缩到最小的趋势；2.表面张力(1)表面层：在液体与气体交界面，厚度等于分子有效作用距离(=10-8m)的一层液体。(2)表面张力：液体的表面层中有一种使液面尽可能收缩成最小的宏观张力。①分子力观点：表面张力是由于液体表面层内分子间相互作用与液体内部分子间相互作用不同。(3)表面张力产生的微观本质任何系统的势能越小越稳定，所以表面层内的分子有尽量挤入液体内部的趋势，即液面有收缩的趋势，使液面呈紧张状态，宏观上就表现为液体的表面张力。体积一定,球体

3、的表面积最小;②从能量观点来分析把分子从液体内部移到表面层，需克服f⊥作功;外力作功,分子势能增加,即表面层内分子的势能比液体内部分子的势能大，表面层为高势能区;设想在液面上画一条直线段，线段两侧液面均有收缩的趋势，即有表面张力作用，该力与液面相切,与线段垂直，指向各自的一方,分别用F和F′表示，这恰为一对作用力与反作用力，F=-F′。(4).表面张力系数（定义一）为表面张力系数，表示液体表面单位长度直线段上的表面张力，单位：N/m。由于线段上各点均有表面张力作用,线段越长,则合力越大。设线段长为l,则：F=l。如图所示，铁丝框上挂

4、有液膜，表面张力系数为，将AB边无摩擦、匀速、等温地右移△x，在AB边上加的力为：F=2l，则在这个过程中外力F所做的功为:其中△S=2l△x,是AB向右移动过程中液面面积的增量。外力克服分子间引力做功，液体表面能增加，若用△E表示表面能增量，则：表面张力系数在数值上等于增加单位液体表面积时，外力所需做的功，或增加单位液体表面积时，所增加的表面能——比表面能；(5).表面张力系数与表面能增量（定义二）二：附加压强的产生在液体表面上取一小面积△S,由于液面水平，表面张力沿水平方向，△S平衡时，其边界表面张力相互抵消,△S内外压强相等：PB=

5、PAAB1.平液面2.液面弯曲1)凸液面时，如图S周界上表面张力沿切线方向，合力指向液面内，S好象紧压在液体上，使液体受一附加压强ps，由力平衡条件，液面下液体的压强：ps为正;附加压强使得液体内部压强大于外部压强。AB2）凹液面时，如图S周界上表面张力的合力指向外部，S好象被拉出，液面内部压强小于外部压强，液面下压强：总之：附加压强使弯曲液面内外压强不等，与液面曲率中心同侧的压强恒大于另一侧，任何弯曲液面都对液体产生附加压强；附加压强方向恒指向弯曲液面的曲率中心；AB三、球形液面的附加压强---拉普拉斯公式设有一半径为R的球形液滴，

6、其表面张力系数为，是凸液面，则液滴表面层内外的压强:lp内P外rlRFF//F在液体表面，取微小球冠形液体元，球冠的边缘线l存在表面张力F，沿球冠表面切线方向。由于球冠很小，忽略其重力。受力分析：表面张力F沿边缘线一周，F//相互抵消，作用在球冠边缘线上的表面张力的合力为：受力平衡：附加压强：——球形液面附加压强公式球形液面附加压强与表面张力系数成正比，与球面半径R成反比。适用于任何液面：球面、半球面、凹凸面，R是液面处的曲率半径；半径越小，附加压强越大；半径越大，附加压强越小；半径无限大时，附加压强等于零，这正是水平液面的情

7、况。——拉普拉斯公式四.球形液泡的内、外压强差如图,由于球形液泡很薄，有内外两个表面，内外膜半径近似相等，设A、B、C三点压强分别为PA、PB、PC，则：液泡内压强大于液泡外压强，并与半径成反比。同样处在大气压下，液泡半径越小，内外的压强差越大;补充：※向带有活塞的三通玻璃管吹气使两端分别挂上大小不一的肥皂泡，旋转活塞使两气泡连通，观察气泡的变化?发现小泡将越来越小，大泡越胀越大。这就是小泡的附加压强大于大泡的附加压强的缘故。补充例4如图，在内半径r＝0.3mm的细玻璃管中注水，一部分水在管的下端形成一凸液面，其半径为3mm，管中凹液面的曲率

8、半径与毛细管的内半径相同。求管中所悬水柱的长度h。设水的表面张力系数＝7310-3N／m.润湿:液体沿固体表面延展的现象，称液体润湿固体。(水—玻璃)五、润湿与