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为什么小水珠总是球形的,导入新课,为什么鸭子从水里里出来,羽毛却没有湿,为什么棉灯芯能吸油?,第九章 物态变化,第二节 液 体,了解液体的基本性质。 通过实验观察液体的表面张力现象。解释表面张力产生的原因。 用对比的方法了解液体的微观特性。,1. 知识与能力,教学目标,2 .过程与方法,通过实验观察液体的表面张力现象。,能够解释毛细现象。,3. 情感态度与价值观,体会科学探究中的对比实验思想,形成 科学价值观。,重点,难点,液体的表面张力,浸润与不浸润,用对比方法理解液体的微观特性,教学重难点,2.液体的表面张力,3.浸润和不浸润,4.毛细现象,5.液晶,1.液体的微观结构,本节导航,1.液体的微观结构,液体有一定的体积,不易被压缩,这一特点跟固体样;另一方面又像气体,没有一定的形状,具有流动性。,液体的分子间距离大约为r0,相互作用较强,液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,这一点跟固体分子的运动情况类似。但液体分子没有固定的平衡位置,它们在某一平衡位置附近振动一小段时间后,又转到另一个平衡位置去振动。这就是液体具有流动性的原因。这一个特点明显区别于固体。,液体与非晶体的微观结构很类似。非晶体随着温度的升高而逐渐软化,流动性也逐渐增加。因此,有时把非晶体看作是过冷液体,而固体往往只专指晶体。,液体性质介于固体和气体之间,2.液体的表面张力,液体表面有一层跟气体接触的薄层,叫做表面层。,在表面层,分子比较稀疏,分子间距大于r0分子间表现为相互吸引。如果在液体表面任意画一条线,线两侧的液体之间的作用是引力,它使液体表面绷紧,所以叫做液体表面张力。,F1,F2,验证表面张力的小实验,1.把一条细棉线的两端系在铁丝环上,不能过紧。然后将铁丝环浸入肥皂液里再拿出来,这时环上就留下了一层肥皂液的薄膜。这时薄膜上的棉线是松弛的。用烧热的针刺破棉线某一侧的薄膜,观察薄膜和棉线发生的变化。,用烧热的针刺破棉线的某一侧薄膜,观察薄膜和棉线的变化。,2.把一条细棉线的两端系在铁丝环上,使环上布满肥皂液的薄膜,这时膜上的棉线圈仍是松弛的,用针刺破棉线圈里的膜,观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化。,棉线在肥皂膜的作用下变成圆弧形,又周长相等时围成圆形的面积最大。说明肥皂具有收缩到最小的能力。,液面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力,3.浸润和不浸润,一种液体会润湿某种固体并附着在固体的 表面上,这种现象叫浸润;液体不会润湿某 种固体也不会附着在这种固体表面,这种现 象叫不浸润。,石蜡上的水,一种液体是否浸润某种固体 ,与两种物质的性质有关。,附着层内液体分子间的距离大于分子力平衡距离r0,附着层内分子间的作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,这样液体与固体间表现为不浸润。,附着层内液体分子间的距离小于分子力平衡距离r0,附着层内分子间的作用表现为斥力,附着层有收缩的趋势,这样液体与固体间表现为浸润。,4.毛细现象,解释,浸润液体在细管中上升, 不浸润液体在细管中下降的现象。,水银,水,液体浸润管壁,液体边缘部分的表面张力如图,表面张力使管中的液体上升,当液体的重力跟表面张力相等时,液面稳定,管子越细,液柱上升的越高,比较煤油和水的毛细现象,抢答,列举毛细现象的实际应用,粉笔吸墨水,海绵吸水,蜡烛燃烧,5.液晶,像液体一样具有流动性,而其化学性质与某些晶体相似,具有各向异性的物质叫液晶,液晶显示器,液晶是一种高分子材料,因为其特殊的物理、化学、光学特性,20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。 1888年,奥地利叫莱尼茨尔的科学家,合成了一种奇怪的有机化合物,它有两个熔点。把它的固态晶体加热到145时,便熔成液体,只不过是浑浊的,而一切纯净物质熔化时却是透明的。如果继续加热到175时,它似乎再次熔化,变成清澈透明的液体。后来,德国物理学家列曼把处于“中间地带”的浑浊液体叫做晶体。它好比是既不象马,又不象驴的骡子,所以有人称它为有机界的骡子。液晶自被发现后,人们并不知道它有何用途,直到1968年,人们才把它作为电子工业上的的材料。,液晶解析,液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板,为什么会显示数字呢?原来这种液态光电显示材料,利用液晶的电光效应把电信号转换成字符、图像等可见信号。液晶在正常情况下,其分子排列很有秩序,显得清澈透明,一旦加上直流电场后,分子的排列被打乱,一部分液晶变得不透明,颜色加深,因而能显示数字和图象。 液晶种类很多,通常按液晶分子的中心桥键和环的特征进行分类。目前已合成了1万多种液晶材料,其中常用的液晶显示材料有上千种,主要有联苯液晶、苯基环己烷液晶及酯类液晶等。,液晶微观结构,通过晶体的微观结构,了解液体的流动性, 和非晶体在物理性质上的相似性。,知道了表面张力,了解其形成的原因。,用对比的方法理解了液体的微观特性。,课堂小结,了解液体的浸润和不浸润,以及应用。,观察生活中的毛细现象。,了解晶体的发展及应用。,高考链接,(2005) 如图所示是测定肥皂液表面张力系数的装置, 均匀的杠杆支点O在中央, 矩形铜丝框的质量为 0.4g, 其两脚间的距离L=5cm; 将其悬于杠杆上右端距中央L1=15cm的A处。实验时将铜丝框浸没在肥皂水中, 在杠杆左端挂一个 1g的砝码, 将肥皂水杯缓缓下移, 使框上部离开液面形成肥皂膜。此时若将砝码移到距杠杆中央L2=12cm的B处时, 杠杆刚好处于平衡状态。试据此计算肥皂液的表面张力系数。(提示:表面张力的大小与液面边界线长度(设为L)成正比,可以表示为:f=L ,式中称为表面张力系数,它表示液面单位长度的边界线上所受的表面张力的大小,g=10m/s2),(2005)将不同材料制成的甲、乙细管插入相同的液体中,甲管内液面比管外液面低,乙管内液面比管外液面高,则: ( ) A液体对甲材料是浸润的 B液体对乙材料是浸润的 C甲管中发生的不是毛细现象,而乙管中发生的是细现象 D若甲、乙两管的内径变小,则甲管内液面更低,乙管内液面更高,B,(2005)关于液体的表面张力下述说法哪个是错误的( ) A表面张力是液面各部分间相互吸引的力,方向与液面相平行 B表面张力是液面分子间作用力的宏观体现 C表面层里分子距离比液体内部小些,分子间表现为引力 D不论是水还是水银,表面张力都要使液面收缩,A,1、下列现象中,哪些现象是由于液体的表面张力而引起的( ) A、液体与固体、气体不同,它在不同的容器 中,尽管形状不同但体积相同 B、两滴水银相互接触,立即合并成一滴 C、新的棉织水洗后都要缩水 D、小昆虫能在水面上自由游动,D,课堂练习,2.下列现象中与毛细现象有关的是( ). (A)水银压强计示数要比实际稍小 (B)吸水纸有吸水性 (C)油沿灯芯向上升 (D)水顺着树向卜升,C,3.液晶像液体具有 又像晶体,分子在特定方向排列比较整齐,具有 .,4.液体分子与 的微观结构很相似,所以严格的所只有 才是真正的固体。,流动性,各向性,非晶体,晶体,5.浸润不浸润的微观解释,6.液晶的广泛应用主要在于它的哪些特性?,当液体与固体接触是,在接触处形成一个叫做附着层的液体薄层,附着层里的分子同时受固体分子的吸引。设引力分别为F1和F2,如果F1F2,附着层里的分子就比液体内部密,液体分子小户排斥,跟固体接触的液体表面有扩展的趋势,形成浸润现象,反之形不成。,主要是在显示器方面,其次一些晶体可以构成生物膜。,7.解释表面张力形成的原因,处于表面层的液体分子,一方面受到上方气体分子作用,另一方面又受到下方液体分子作用。而液体分子比气体分子的作用强,所以,表面层分子排列比液体内部要稀疏些,分子间距离较液体内部也大一点。,1. 玻璃熔烧后,它的表面层面在表面张力作用下,收缩到最小面积,从而使尖端变圆。,2. 处于失重状态,由于消除了重力影响,大滴水银的表面将收缩到最小面积球形。,3. 因为水能浸润纱线,在其孔隙内水中形成向下弯曲的水面,弯曲水面的表面张力,承受住孔隙内水所受的重力,使得雨滴不漏下。,教材习题答案,失重状态下的水银,4. 由于针的表面有油脂,不能被水浸润,当针放在水面上把水面压弯时,仍处于在水的表面层之上。这是因为水面的表面张力,要使被压弯的水面收缩,使它恢复原来的水平液面,从而对针产生一个向上的托力。这个力与水对针的向上的压力一起跟针所受的重力平衡,使针不致下沉。,5. 放在衣料上下的吸墨纸内有许多细小的孔道 起着毛细管的作用。当蜡或油脂受热熔解成液 体后,由于毛细现象,它们就会被吸墨纸吸掉。,6. 应该选黄色材料,
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