液體表面現(xiàn)象課件

第四章液體表面現(xiàn)象

掌握：表面張力系數(shù)、球型液面內(nèi)外壓強(qiáng)差

熟悉：表面活性物質(zhì)、毛細(xì)現(xiàn)象

了解：氣體栓塞任意彎曲液面內(nèi)外壓強(qiáng)差第四章液體表面現(xiàn)象

掌握：表面張力系數(shù)、1思考題：1.表面張力系數(shù)有幾個(gè)定義？其物理意義分別是什么？2.表面張力系數(shù)的大小和哪些因素有關(guān)？3.表面活性物質(zhì)有何作用？4.附加壓強(qiáng)是如何形成的？凹液面和凸液面內(nèi)部壓強(qiáng)將怎樣變化？5.接觸角怎樣判定？和潤(rùn)濕與否有何關(guān)系？6.毛細(xì)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么？7.氣體栓塞如何形成？思考題：2§1表面張力(Surfacetension)討論：1.表面張力使液面產(chǎn)生向內(nèi)收縮2.表面張力方向與液面相切，指向液面內(nèi)部3.表面張力作用于二部分液面之間與邊界線垂直一、表面張力§1表面張力(Surfacetension)討論：13二、表面張力系數(shù)

表面張力系數(shù)定義：表面張力系數(shù)單位：N/m1力二、表面張力系數(shù)

表面張力系數(shù)定義：表面張力系數(shù)單位：N4表面張力系數(shù)單位：N/m、J/m2

2功3能表面張力系數(shù)單位：N/m、J/m22功3能5【例3】吹成一個(gè)直徑為10cm的肥皂泡，設(shè)皂液的表面張力系數(shù)為40×10-3J/m2，需要作多少功？【解】

【例3】吹成一個(gè)直徑為10cm的肥皂泡，6三、影響表面張力系數(shù)的因素1.液體密度：密度小，易蒸發(fā)，??；2.液體溫度：溫度越高，越??；3.相鄰物質(zhì)的性質(zhì)：

水與苯——水的=33.6x10-3N/m；水與醚——水的=12.2x10-3N/m；4.液體內(nèi)的雜質(zhì)四、表面活性物質(zhì)（surfactant）

使減小的物質(zhì)——表面活性物質(zhì)

三、影響表面張力系數(shù)的因素四、表面活性物質(zhì)（surfacta7§2彎曲液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差一、球形液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差1.附加壓強(qiáng)（PS）

——彎曲液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差§2彎曲液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差82.附加壓強(qiáng)的大小

2.附加壓強(qiáng)的大小9ff103.附加壓強(qiáng)的方向

凸液面：P內(nèi)=P外＋Ps凹液面：P內(nèi)=P外－Ps一彎曲面內(nèi)壓強(qiáng)比外大一

附加壓強(qiáng)

3.附加壓強(qiáng)的方向

凸液面：P內(nèi)=P外＋Ps一彎曲面11液面數(shù)空氣中水滴①水中氣泡①肥皂泡②空氣中液膜②液面數(shù)空氣中水滴①水中氣泡①肥皂泡12【例】已知液體的表面張力系數(shù)為，用此液體吹成半徑為R的液泡，求液泡內(nèi)壓強(qiáng)。（大氣壓為PO）POP1P2P1=PO+PSP2=P1–PS=POP1=P2–PSP2=P1+PS=PO+2PS=PO+4/R【例】已知液體的表面張力系數(shù)POP1P2P1=PO+13三、任意彎曲液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差附加壓強(qiáng)的大?。禾乩?.球形R1=R22.柱形R2=三、任意彎曲液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差附加壓強(qiáng)的大小：特例14§3毛細(xì)現(xiàn)象氣體栓塞

一、固體與液體接觸處的表面現(xiàn)象潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕§3毛細(xì)現(xiàn)象氣體栓塞

一、固體與液體接觸處的表152.潤(rùn)濕

<90（銳角）液體潤(rùn)濕固體1.接觸角曲面的切線經(jīng)液體內(nèi)部與器壁的夾角。=0液體完全潤(rùn)濕固體

2.潤(rùn)濕1.接觸角曲面的切線經(jīng)液體=016>90（純角）液體不潤(rùn)濕固體3.非潤(rùn)濕=180

液體完全不潤(rùn)濕固體>90（純角）3.非潤(rùn)濕=18017

二、毛細(xì)現(xiàn)象(Capillarity)1.毛細(xì)現(xiàn)象2.上升（下降）高度

二、毛細(xì)現(xiàn)象(Capillarity)1.毛細(xì)現(xiàn)象2.18液體表面現(xiàn)象課件19【例7】(

p.68/14)圖中，玻

璃毛細(xì)管直徑為1mm,水在毛

細(xì)管里上升了30mm,如果管子

慢慢地豎直下降，直到管子

頂端離燒杯里的水面20mm時(shí),

求此時(shí)管中液面的曲率半徑。

20【解】【例7】(p.68/14)圖中，玻

璃毛細(xì)管直徑為1m20三、氣體栓塞(aero-embolism)

液體在潤(rùn)濕情況下在細(xì)管中流動(dòng)時(shí)，如果管中出現(xiàn)氣泡，液體的流動(dòng)就要受到阻礙，氣泡多時(shí)將發(fā)生阻塞，這種現(xiàn)象稱為氣體栓塞。三、氣體栓塞(aero-embolism)21（a).液柱不動(dòng):P左＝P右(b).液柱開(kāi)始移動(dòng):

P右－P左＝δP流動(dòng)條件:ΔP≥δP(c).流動(dòng)條件:ΔP≥ｎδP（a).液柱不動(dòng):P左＝P右(b).液柱開(kāi)始移22本章小結(jié)1.表面張力的大小和方向表面張力系數(shù)單位：N/m、J/m22.表面張力系數(shù)三定義3.表面活性物質(zhì)——使減小的物質(zhì)本章小結(jié)1.表面張力的大小和方向234.

球形液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差凹液面：P內(nèi)=P外－Ps

凸液面：P內(nèi)=P外＋Ps5.潤(rùn)濕與不潤(rùn)濕

6.毛細(xì)現(xiàn)象

7.氣體栓塞°°4.球形液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差5.潤(rùn)濕與不潤(rùn)濕°°24【例1】將一個(gè)半徑為R的球型液珠分散成8個(gè)半徑相同的小液滴需作功多少？（設(shè)表面張力系數(shù)為α）

【解】【例1】將一個(gè)半徑為R的球型液珠分散成25【例2】試求當(dāng)半徑r=2×10-3mm的許多小水滴融合成一個(gè)半徑R=2mm的大水滴時(shí)，所減少的表面能。（）

【解】設(shè)有n個(gè)小水滴?！纠?】試求當(dāng)半徑r=2×10-3mm的許多小水滴融合成一個(gè)26【例4】已知液體的表面張力系數(shù)為，用此液體吹成半徑為R的液泡，求液泡內(nèi)外壓強(qiáng)差。

【解】

ΔP＝P外－P內(nèi)

＝Ｐ0+Ｐs外－（Ｐ0－Ｐs內(nèi)）＝Ｐ0+2α/R外－（Ｐ0－2α/R內(nèi)）≈4α/R【例4】已知液體的表面張力系數(shù)27【例5】一個(gè)肥皂泡的直徑為圓形水珠的二倍，設(shè)肥皂泡的

是水的三倍，求水滴和肥皂泡的內(nèi)外壓強(qiáng)差之比。

【解】【例5】一個(gè)肥皂泡的直徑為圓形水珠的二倍，設(shè)肥皂泡的是28【例6】已知小管半徑r=5.0×10-5m，大管半徑R=2.0×10-4m，=7.3×10-2N/m，=1.1×103kg/m3，求h。【解】【例6】已知小管半徑r=5.0×10-5m，大管半徑R=229第四章液體表面現(xiàn)象

掌握：表面張力系數(shù)、球型液面內(nèi)外壓強(qiáng)差

熟悉：表面活性物質(zhì)、毛細(xì)現(xiàn)象

了解：氣體栓塞任意彎曲液面內(nèi)外壓強(qiáng)差第四章液體表面現(xiàn)象

掌握：表面張力系數(shù)、30思考題：1.表面張力系數(shù)有幾個(gè)定義？其物理意義分別是什么？2.表面張力系數(shù)的大小和哪些因素有關(guān)？3.表面活性物質(zhì)有何作用？4.附加壓強(qiáng)是如何形成的？凹液面和凸液面內(nèi)部壓強(qiáng)將怎樣變化？5.接觸角怎樣判定？和潤(rùn)濕與否有何關(guān)系？6.毛細(xì)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么？7.氣體栓塞如何形成？思考題：31§1表面張力(Surfacetension)討論：1.表面張力使液面產(chǎn)生向內(nèi)收縮2.表面張力方向與液面相切，指向液面內(nèi)部3.表面張力作用于二部分液面之間與邊界線垂直一、表面張力§1表面張力(Surfacetension)討論：132二、表面張力系數(shù)

表面張力系數(shù)定義：表面張力系數(shù)單位：N/m1力二、表面張力系數(shù)

表面張力系數(shù)定義：表面張力系數(shù)單位：N33表面張力系數(shù)單位：N/m、J/m2

2功3能表面張力系數(shù)單位：N/m、J/m22功3能34【例3】吹成一個(gè)直徑為10cm的肥皂泡，設(shè)皂液的表面張力系數(shù)為40×10-3J/m2，需要作多少功？【解】

【例3】吹成一個(gè)直徑為10cm的肥皂泡，35三、影響表面張力系數(shù)的因素1.液體密度：密度小，易蒸發(fā)，??；2.液體溫度：溫度越高，越小；3.相鄰物質(zhì)的性質(zhì)：

水與苯——水的=33.6x10-3N/m；水與醚——水的=12.2x10-3N/m；4.液體內(nèi)的雜質(zhì)四、表面活性物質(zhì)（surfactant）

使減小的物質(zhì)——表面活性物質(zhì)

三、影響表面張力系數(shù)的因素四、表面活性物質(zhì)（surfacta36§2彎曲液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差一、球形液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差1.附加壓強(qiáng)（PS）

——彎曲液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差§2彎曲液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差372.附加壓強(qiáng)的大小

2.附加壓強(qiáng)的大小38ff393.附加壓強(qiáng)的方向

凸液面：P內(nèi)=P外＋Ps凹液面：P內(nèi)=P外－Ps一彎曲面內(nèi)壓強(qiáng)比外大一

附加壓強(qiáng)

3.附加壓強(qiáng)的方向

凸液面：P內(nèi)=P外＋Ps一彎曲面40液面數(shù)空氣中水滴①水中氣泡①肥皂泡②空氣中液膜②液面數(shù)空氣中水滴①水中氣泡①肥皂泡41【例】已知液體的表面張力系數(shù)為，用此液體吹成半徑為R的液泡，求液泡內(nèi)壓強(qiáng)。（大氣壓為PO）POP1P2P1=PO+PSP2=P1–PS=POP1=P2–PSP2=P1+PS=PO+2PS=PO+4/R【例】已知液體的表面張力系數(shù)POP1P2P1=PO+42三、任意彎曲液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差附加壓強(qiáng)的大?。禾乩?.球形R1=R22.柱形R2=三、任意彎曲液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差附加壓強(qiáng)的大?。禾乩?3§3毛細(xì)現(xiàn)象氣體栓塞

一、固體與液體接觸處的表面現(xiàn)象潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕§3毛細(xì)現(xiàn)象氣體栓塞

一、固體與液體接觸處的表442.潤(rùn)濕

<90（銳角）液體潤(rùn)濕固體1.接觸角曲面的切線經(jīng)液體內(nèi)部與器壁的夾角。=0液體完全潤(rùn)濕固體

2.潤(rùn)濕1.接觸角曲面的切線經(jīng)液體=045>90（純角）液體不潤(rùn)濕固體3.非潤(rùn)濕=180

液體完全不潤(rùn)濕固體>90（純角）3.非潤(rùn)濕=18046

二、毛細(xì)現(xiàn)象(Capillarity)1.毛細(xì)現(xiàn)象2.上升（下降）高度

二、毛細(xì)現(xiàn)象(Capillarity)1.毛細(xì)現(xiàn)象2.47液體表面現(xiàn)象課件48【例7】(

p.68/14)圖中，玻

璃毛細(xì)管直徑為1mm,水在毛

細(xì)管里上升了30mm,如果管子

慢慢地豎直下降，直到管子

頂端離燒杯里的水面20mm時(shí),

求此時(shí)管中液面的曲率半徑。

20【解】【例7】(p.68/14)圖中，玻

璃毛細(xì)管直徑為1m49三、氣體栓塞(aero-embolism)

液體在潤(rùn)濕情況下在細(xì)管中流動(dòng)時(shí)，如果管中出現(xiàn)氣泡，液體的流動(dòng)就要受到阻礙，氣泡多時(shí)將發(fā)生阻塞，這種現(xiàn)象稱為氣體栓塞。三、氣體栓塞(aero-embolism)50（a).液柱不動(dòng):P左＝P右(b).液柱開(kāi)始移動(dòng):

P右－P左＝δP流動(dòng)條件:ΔP≥δP(c).流動(dòng)條件:ΔP≥ｎδP（a).液柱不動(dòng):P左＝P右(b).液柱開(kāi)始移51本章小結(jié)1.表面張力的大小和方向表面張力系數(shù)單位：N/m、J/m22.表面張力系數(shù)三定義3.表面活性物質(zhì)——使減小的物質(zhì)本章小結(jié)1.表面張力的大小和方向524.

球形液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差凹液面：P內(nèi)=P外－Ps

凸液面：P內(nèi)=P外＋Ps5.潤(rùn)濕與不潤(rùn)濕

6.毛細(xì)現(xiàn)象

7.氣體栓塞°°4.球形液