液體表面現(xiàn)象

1、7.5 液體表面現(xiàn)象液體表面現(xiàn)象P995.6 液體表面現(xiàn)象液體表面現(xiàn)象戳破戳破液面具有收縮的趨勢(shì)液面具有收縮的趨勢(shì) 表面張力表面張力表面張力形成原因解釋表面張力形成原因解釋rf 排斥力排斥力吸引力吸引力0平衡距離平衡距離r0有效作用有效作用距離距離r分子作用球分子作用球r分子間相互作用力分子間相互作用力表面張力形成原因解釋表面張力形成原因解釋液面液面r有效有效表面層分子具有較高勢(shì)能表面層分子具有較高勢(shì)能體系勢(shì)能盡可能降低體系勢(shì)能盡可能降低處于液面的分子盡可能少處于液面的分子盡可能少液面收縮趨勢(shì)液面收縮趨勢(shì)r有效有效空氣空氣零重力下，滾圓的水珠零重力下，滾圓的水珠體積一定，球面面積最小體積一定，

2、球面面積最小 表面張力表面張力f=l與液面相切與液面相切垂直分界線垂直分界線正比于正比于 l ：液體表面張力系數(shù)液體表面張力系數(shù)單位長(zhǎng)度分界線上的表面張力單位長(zhǎng)度分界線上的表面張力lf液體表面張力系數(shù)液體表面張力系數(shù)與液體性質(zhì)相關(guān)與液體性質(zhì)相關(guān)與溫度有關(guān)，與溫度有關(guān)，T與相鄰物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)與相鄰物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)r有效有效液面液面彈性膜伸長(zhǎng)，分子間距增大，彈性收彈性膜伸長(zhǎng)，分子間距增大，彈性收縮力增大縮力增大液面增大，處在液面層的分子數(shù)增加，液面增大，處在液面層的分子數(shù)增加，分子間距不變，分子間距不變，與面積無關(guān)與面積無關(guān) 液體表面與彈性膜的區(qū)別液體表面與彈性膜的區(qū)別液體表面張力系數(shù)液體表

3、面張力系數(shù)測(cè)量測(cè)量A DB CF=f f =2l 有二個(gè)面有二個(gè)面CD=l 能量角度考慮能量角度考慮：增加單位液體表面積所需的能量增加單位液體表面積所需的能量xf x=2l x =SE= SSE現(xiàn)象：水銀跌落，勢(shì)能現(xiàn)象：水銀跌落，勢(shì)能表面能表面能 彎曲液面的附加壓強(qiáng)彎曲液面的附加壓強(qiáng)ffP1P2平面平面P1=P2P1P2P1P2凸面凸面P2P1 凹面凹面P1P2 PsPsP1=P2 PsP2=P1 PsRPs2分界線長(zhǎng)分界線長(zhǎng)2RsinR sin由于表面張力的作用，投影在圓面上的壓力是由于表面張力的作用，投影在圓面上的壓力是 2Rsin sin 2 （Rsin）2 R=2Rsin sin；壓強(qiáng)

4、是：壓強(qiáng)是：公式推導(dǎo)公式推導(dǎo)肥皂泡內(nèi)外壓強(qiáng)差肥皂泡內(nèi)外壓強(qiáng)差P內(nèi)內(nèi)= P+PSP =P外外+PSRP外外P內(nèi)內(nèi)Rpp40內(nèi)內(nèi)水中一氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差是水中一氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差是R2P 二層膜二層膜 用管子把一大一小兩氣泡連通，用管子把一大一小兩氣泡連通，會(huì)發(fā)生什么？會(huì)發(fā)生什么？大者愈大，小者愈小。最后大者愈大，小者愈小。最后曲率半徑相同曲率半徑相同問題：肺泡是相連通的，小泡萎縮？問題：肺泡是相連通的，小泡萎縮？毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象容器壁（固體）容器壁（固體）固體分子與液體分子相互作用固體分子與液體分子相互作用水水-玻璃玻璃水銀水銀-玻璃玻璃固體固體氣體氣體 液體液體 表面層表面層 附著層附著層 f 液固液

5、固f液液液液f 液固液固f液液液液 接觸角接觸角 900，潤(rùn)濕潤(rùn)濕 = 00，完全潤(rùn)濕完全潤(rùn)濕水水-玻璃：完全潤(rùn)濕玻璃：完全潤(rùn)濕900，不潤(rùn)濕不潤(rùn)濕=1800，完全不潤(rùn)濕完全不潤(rùn)濕水銀水銀-玻璃：完全不潤(rùn)濕玻璃：完全不潤(rùn)濕CABP0h毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象h與什么有關(guān)？與什么有關(guān)？ 靜力學(xué)問題：靜力學(xué)問題：PA=PBRPPC20= PC +ghP0=Rgh2彎月面曲率半徑彎月面曲率半徑gRh2gRh2P0R r 管半徑管半徑r cosrR完全潤(rùn)濕（完全潤(rùn)濕（=0）：）： grh2討論討論1：P0grhcos2討論討論2：不潤(rùn)濕時(shí)：不潤(rùn)濕時(shí) -R r PB=PCRP20PB= P0 +ghABCgRh

6、2cos)cos(rrR省略負(fù)號(hào)，統(tǒng)一公式，省略負(fù)號(hào)，統(tǒng)一公式，900，h0，下降下降 h毛細(xì)現(xiàn)象應(yīng)用毛細(xì)現(xiàn)象應(yīng)用外科手術(shù)線外科手術(shù)線 涂蠟涂蠟吸水棉布吸水棉布 脫脂脫脂討論討論3：h h 通過多次利用毛細(xì)現(xiàn)象，提升水位通過多次利用毛細(xì)現(xiàn)象，提升水位 ，無須外部能量，無須外部能量，h h 氣體栓塞氣體栓塞氣泡通過改變曲率半徑來抵消增大的壓強(qiáng)氣泡通過改變曲率半徑來抵消增大的壓強(qiáng)需用更大的壓強(qiáng)才能使液體流動(dòng)需用更大的壓強(qiáng)才能使液體流動(dòng)P1 P2 P3P2= P1 +Ps12 = P3+Ps23當(dāng)當(dāng)P1=P3時(shí)，時(shí)， Ps12 = Ps23當(dāng)當(dāng)P1P3時(shí)，時(shí)，Ps12 Ps23維持平衡維持平衡 氣體

7、栓塞氣體栓塞應(yīng)用：注射時(shí)注意事項(xiàng)應(yīng)用：注射時(shí)注意事項(xiàng) 5ml-7ml空氣注射可致成年兔子死亡空氣注射可致成年兔子死亡 潛水員上浮過程潛水員上浮過程: 要緩慢要緩慢,中間須停頓中間須停頓表面活性物質(zhì)與表面吸附表面活性物質(zhì)與表面吸附表面活性物質(zhì)：表面活性物質(zhì)： 肥皂肥皂 有機(jī)酸有機(jī)酸f質(zhì)劑質(zhì)劑f劑劑，劑劑，溶質(zhì)分子較多地留在溶質(zhì)分子較多地留在表面層（總體表面勢(shì)能較?。?。表面層（總體表面勢(shì)能較小）。表面活性物質(zhì)表面活性物質(zhì)濃度增大濃度增大 擴(kuò)散作用擴(kuò)散作用 平衡平衡少量的表面活性物質(zhì)就顯著影響液少量的表面活性物質(zhì)就顯著影響液體的表面性質(zhì)體的表面性質(zhì)非表面活性物質(zhì)：非表面活性物質(zhì)： 食鹽食鹽 糖糖 淀

8、粉淀粉f質(zhì)劑質(zhì)劑f劑劑劑劑溶質(zhì)分子在表面層中的濃度比在液體溶質(zhì)分子在表面層中的濃度比在液體內(nèi)部較低內(nèi)部較低呼吸過程中的作用呼吸過程中的作用大泡與小泡連通，大泡與小泡連通，表面活性物質(zhì)表面活性物質(zhì)單位面積的物質(zhì)越多，即濃度較大，使單位面積的物質(zhì)越多，即濃度較大，使較小較小小泡時(shí)，小泡時(shí)，R較小，而較小，而也較小，使得內(nèi)部壓也較小，使得內(nèi)部壓強(qiáng)小于大泡的內(nèi)部壓強(qiáng)，小泡不會(huì)萎縮強(qiáng)小于大泡的內(nèi)部壓強(qiáng)，小泡不會(huì)萎縮P內(nèi)內(nèi)=P0+2 R本章節(jié)主要內(nèi)容本章節(jié)主要內(nèi)容表面張力系數(shù)表面張力系數(shù)力：力：能能彎曲液面的附加壓強(qiáng)彎曲液面的附加壓強(qiáng)毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象lfSERPs2grgRhcos221. 判斷判斷PS的方向的方向2. 判斷彎曲液面兩邊判斷彎曲液面兩邊的壓強(qiáng)哪個(gè)更大。的壓強(qiáng)哪個(gè)更大。P106 7-11P1P2h2120210122PghPRPPRPP)22(121RRgh=在內(nèi)半徑在內(nèi)半徑r=0.3mm的毛細(xì)管中注入水，在管的毛細(xì)管中注入水，在管的下