高中物理 第三章 固體和液體 3 液晶 4 液體的表面張力課件 教科版選修33.ppt

3液晶4液體的表面張力 第三章固體和液體 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解液晶的特點(diǎn)及其應(yīng)用 2 了解液體的基本性質(zhì) 3 理解液體的微觀結(jié)構(gòu) 4 知道液體的表面張力 了解表面張力形成的原因 內(nèi)容索引 重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn) 達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān) 自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ) 自主預(yù)習(xí) 一 液晶 1 液晶 1 液晶態(tài) 處于與之間的過(guò)渡狀態(tài) 2 液晶 處于的物質(zhì) 2 分子結(jié)構(gòu)分子排列在液晶中的有序性介于固體和液體之間 3 液晶顯示 1 液晶分子的排列會(huì)因外界條件的變化而變化 由此引起液晶 的改變 2 液晶顯示器的應(yīng)用非常廣泛 固態(tài) 液態(tài) 液晶態(tài) 光學(xué)性質(zhì) 二 液體的微觀結(jié)構(gòu) 1 分子距離 液體不易被 表明液體分子之間的距離 2 液體具有流動(dòng)性 液體不像固體那樣具有一定的 而且液體能夠 3 分子力 液體分子間的作用力比固體分子間的作用力要 三 奇異的表面張力現(xiàn)象及其成因 1 概念 液體的表面好像張緊的橡皮膜 它具有的趨勢(shì) 液體表面存在的這種收縮力叫做表面張力 2 特點(diǎn) 使液體的表面積趨向 3 成因 在液體的表面層分子間距較大 分子間表現(xiàn)為 壓縮 很小 形狀 流動(dòng) 小 收縮 最小 引力 1 判斷下列說(shuō)法的正誤 1 液晶即為液體 2 液體之所以不易被壓縮是因?yàn)橐后w分子間無(wú)空隙 3 表面張力的作用是使液面具有收縮的趨勢(shì) 4 表面張力是分子力的宏觀表現(xiàn) 5 昆蟲(chóng)可以在水面上自由走動(dòng)是表面張力在起作用 即學(xué)即用 答案 2 雨傘布料經(jīng)緯線間空隙很小 小水珠落在傘面上由于 的作用 不能透過(guò)空隙 答案 表面張力 重點(diǎn)探究 液晶是指液態(tài)晶體 這種說(shuō)法對(duì)嗎 一 液晶 導(dǎo)學(xué)探究 答案 答案這種說(shuō)法不對(duì) 液晶不是晶體 只是與某些晶體相似 具有各向異性 1 液晶的主要性質(zhì) 1 液晶具有晶體的各向異性 2 液晶具有液體的流動(dòng)性 3 液晶分子的排列特點(diǎn) 液晶分子的排列特點(diǎn)是從某個(gè)方向上看液晶分子的排列比較整齊 但是從另一個(gè)方向看 液晶分子的排列是雜亂無(wú)章的 4 液晶的物理性質(zhì) 液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響 如電場(chǎng) 壓力 光照 溫度等 下發(fā)生改變 知識(shí)深化 2 液晶的主要應(yīng)用 1 向列型液晶在外加電壓影響下 液晶的分子排列會(huì)發(fā)生改變 使液晶由透明變?yōu)椴煌该?去掉電壓又恢復(fù)透明 利用向列型液晶的這種性質(zhì)可以制成各種液晶顯示器 2 膽甾型液晶在溫度改變時(shí)會(huì)改變顏色 隨著溫度的升高 色彩按紅 橙 黃 綠 藍(lán) 靛 紫的順序變化 溫度下降時(shí)又按相反順序變色 而且靈敏度很高 在不到1 的溫差內(nèi)就可以顯出整個(gè)色譜 利用液晶的這種溫度效應(yīng)可以探測(cè)溫度 特別提醒 1 液晶既具有液體的特點(diǎn) 也具有晶體的特點(diǎn) 但它既不是液體 也不是晶體 它是獨(dú)立于液體和晶體之外的一種特殊流體 2 天然液晶不多 大多是人工合成的 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)幾千種有機(jī)化合物具有液晶態(tài) 例1 多選 關(guān)于液晶的分子排列 下列說(shuō)法正確的是a 液晶分子在特定方向排列整齊b 液晶分子的排列不穩(wěn)定 外界條件的微小變動(dòng)會(huì)引起液晶分子排列的變化c 液晶分子的排列整齊且穩(wěn)定d 液晶的物理性質(zhì)穩(wěn)定 答案 解析 解析液晶分子在特定方向上排列比較整齊 故選項(xiàng)a正確 液晶分子排列不穩(wěn)定 外界條件的微小變動(dòng)會(huì)引起液晶分子排列的變化 故選項(xiàng)b正確 c錯(cuò)誤 液晶分子排列的不穩(wěn)定導(dǎo)致其物理性質(zhì)不穩(wěn)定 故選項(xiàng)d錯(cuò)誤 二 液體的微觀結(jié)構(gòu) 為什么液體具有一定的體積 不易壓縮 卻沒(méi)有一定的形狀 導(dǎo)學(xué)探究 答案 答案液體微粒像固體的一樣也是緊密靠近的 所以液體具有一定的體積 不易壓縮 但液體微粒之間的相互作用不像固體中的那么強(qiáng) 微粒會(huì)從一個(gè)平衡位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平衡位置 所以液體具有流動(dòng)性 沒(méi)有一定的形狀 1 液體分子之間的相互作用不像固體中的微粒那樣強(qiáng) 液體分子只在很小的區(qū)域內(nèi)做有規(guī)則的排列 這種區(qū)域是暫時(shí)形成的 邊界和大小隨時(shí)改變 有時(shí)瓦解 有時(shí)又重新形成 液體由大量的這種暫時(shí)形成的小區(qū)域構(gòu)成 這種小區(qū)域雜亂無(wú)章地分布著 因而液體表現(xiàn)出各向同性 2 液體具有一定的體積 液體分子的排列更接近于固體 液體中的分子密集在一起 相互作用力大 主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小的振動(dòng) 所以液體具有一定的體積 不容易被壓縮 知識(shí)深化 3 液體分子間的距離小 相互作用力很大 液體分子的熱運(yùn)動(dòng)與固體類似 主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小的振動(dòng) 但液體分子沒(méi)有長(zhǎng)期固定的平衡位置 在一個(gè)平衡位置附近振動(dòng)一小段時(shí)間以后 又轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平衡位置附近去振動(dòng) 即液體分子可以在液體中移動(dòng) 沒(méi)有一定的形狀 這就是液體具有流動(dòng)性的原因 特別提醒液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 分子在液體里的移動(dòng)比在固體中容易得多 所以液體的擴(kuò)散要比固體的擴(kuò)散快 答案 例2關(guān)于液體 下列說(shuō)法正確的是a 液體的性質(zhì)介于氣體和固體之間 更接近氣體b 液體表現(xiàn)出各向異性c 液體分子的熱運(yùn)動(dòng)與固體類似 主要表現(xiàn)為在固定的平衡位置附近做微小振動(dòng)d 液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快 解析 解析液體分子間距離與固體分子間距離接近 都不易被壓縮 故a錯(cuò) 液體由大量暫時(shí)形成的小區(qū)域構(gòu)成 這種小區(qū)域雜亂無(wú)章的分布著 因而液體表現(xiàn)出各向同性 故b錯(cuò) 液體分子與固體分子都在平衡位置附近做微小振動(dòng) 所不同的是液體分子沒(méi)有固定的平衡位置 故c錯(cuò) 液體的擴(kuò)散要比固體的擴(kuò)散快 故d對(duì) 三 奇異的表面張力現(xiàn)象及其成因 如圖1所示是液體表面附近分子分布的大致情況 請(qǐng)結(jié)合圖片思考 液體表面層內(nèi)的分子距離和分子力各有什么特點(diǎn) 導(dǎo)學(xué)探究 答案 答案表面層內(nèi)分子間距離大于r0 分子間作用力表現(xiàn)為引力 圖1 1 液體表面張力的形成 1 分子分布特點(diǎn) 由于蒸發(fā)現(xiàn)象 表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏 即表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大 2 分子力特點(diǎn) 液體內(nèi)部分子間引力 斥力基本上相等 而液體表面層分子之間距離較大 分子力表現(xiàn)為引力 3 表面特性 表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力 使液體表面好像一層繃緊的膜 所以說(shuō)表面張力是表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果 知識(shí)深化 4 表面張力的方向 表面張力的方向和液面相切 垂直于液面上的各條分界線 如圖2所示 圖2 2 表面張力的作用 表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì) 使液體表面積趨于最小 而在體積相同的條件下 球形的表面積最小 如吹出的肥皂泡呈球形 滴在潔凈玻璃板上的水銀滴呈球形 但由于受重力的影響 往往呈扁球形 在失重條件下才呈球形 3 表面張力的大小 除了跟分界線長(zhǎng)度有關(guān)外 還跟液體的性質(zhì)和溫度有關(guān) 一般情況下 溫度越高 表面張力就越小 另外 雜質(zhì)也會(huì)明顯地改變液體的表面張力大小 比如潔凈的水有很大的表面張力 而沾有肥皂液的水的表面張力就比較小 也就是說(shuō) 潔凈水的表面具有更大的收縮趨勢(shì) 特別提醒 1 表面張力不是指?jìng)€(gè)別分子間的相互引力 而是表面層中大量分子間的引力的宏觀表現(xiàn) 凡液體與氣體接觸的表面都存在表面張力 2 液體不同層面的分子疏密程度不同 3 在液體內(nèi)部 引力和斥力大小相近 在液體表面層 整體上表現(xiàn)為引力是液體表面張力產(chǎn)生的原因 答案 例3關(guān)于液體的表面張力 下列說(shuō)法正確的是a 表面張力是液體內(nèi)部各部分之間的相互作用力b 液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏 分子力表現(xiàn)為引力c 液體的表面張力隨溫度的升高而增大d 表面張力的方向與液面垂直 解析 解析液體表面層分子較液體內(nèi)部稀疏 故分子力表現(xiàn)為引力 表面張力的方向沿液面的切線方向 與分界線垂直 表面張力是液體表面層分子間的作用力 隨溫度的升高 液體表面層分子間的距離增大 引力作用隨之減小 所以表面張力減小 故b正確 a c d錯(cuò)誤 答案 例4如圖3所示 金屬框架的a b間系一個(gè)棉線圈 先使框架布滿肥皂膜 然后將p和q兩部分的肥皂膜刺破 線的形狀將變成下列選項(xiàng)圖中的 解析 解析由于液體表面張力的作用 液體表面有收縮到最小的趨勢(shì) 故c正確 圖3 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 1 液晶 多選 關(guān)于液晶 下列說(shuō)法中正確的有a 液晶是一種晶體b 液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的 具有各向異性c 液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化d 液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化 答案 1 2 3 解析 解析液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間 雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊 具有各向異性 但分子的空間排列是不穩(wěn)定的 選項(xiàng)a b錯(cuò)誤 外界條件的微小變化都會(huì)引起液晶分子排列的變化 從而改變液晶的某些性質(zhì) 溫度 壓力 外加電壓等因素變化時(shí) 都會(huì)改變液晶的光學(xué)性質(zhì) 1 2 3 2 液體的微觀結(jié)構(gòu) 多選 關(guān)于液體和固體 以下說(shuō)法正確的是a 液體分子間的相互作用比固體分子間的相互作用強(qiáng)b 液體分子同固體分子一樣 也是密集在一起c 液體分子的熱運(yùn)動(dòng)沒(méi)有長(zhǎng)期固定的平衡位置d 液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快 答案 1 2 3 解析 1 2 3 解析液體具有一定的體積 是液體分子密集在一起的緣故 但液體分子間的相互作用不像固體分子的那樣強(qiáng) 所以選項(xiàng)a錯(cuò)誤 b正確 液體具有流動(dòng)性是因?yàn)橐后w分子熱運(yùn)動(dòng)的平衡位置不固定 正是因?yàn)槲⒘Ｔ谝后w里的移動(dòng)比在固體中容易 所以其擴(kuò)散速度比固體的擴(kuò)散速度快 選項(xiàng)c