毛细现象内聚力课件

液体的表面现象液体的表面现象Thesurfacephenomenaofliquid数理教研室数理教研室液体的表面现象The surface phenomena o1植物花瓣和叶面上的露珠植物花瓣和叶面上的露珠植物花瓣和叶面上的露珠2液体除了具有流体的一般特性外，它还有液体除了具有流体的一般特性外，它还有一个特殊的重要性质，即一个特殊的重要性质，即表面特性表面特性(surfacecharacterization)。液液体体与与气气体体和和固固体体相相接接触触时时都都有有一一界界面面，处处于于界界面面的的分分子子同同时时受受到到同同种种分分子子以以及及气气体体或或固固体体分分子子的的作作用用力力，因因而而产产生生一一系系列列的的特特殊殊现现象象，称称之之为为液液体体的的表表面面现现象象(surfacephenomenaofliquidsurfacephenomenaofliquid)。液体除了具有流体的一般特性外，它还有一个特殊的重要性质，即表3本次课内容本次课内容一、一、液体的表面张力液体的表面张力surfacetension二、二、附加压强附加压强additionalpressure 三、三、毛细现象与气体栓塞毛细现象与气体栓塞 capillarity&airembolism 四、四、表面活性物质表面活性物质 surfactant 五、五、小结小结 summary本次课内容4表面层表面层B分子分子受力为受力为0分子作分子作用球用球10-9mB1、表面层、表面层-液表下厚度等于分子作用半径的液表下厚度等于分子作用半径的一层液体称为表面层一层液体称为表面层surfacelayer.表面层内的分子都有往液体内部迁移的趋势表面层内的分子都有往液体内部迁移的趋势,从而从而使液体表面面积趋于缩小使液体表面面积趋于缩小.AA处分子受处分子受力力A一、液体的表面张力一、液体的表面张力表面层B分子分子作用球10-9mB 1、表面层-液5毛细现象内聚力课件6毛细现象内聚力课件7它们为什么可以它们为什么可以漂在水面上漂在水面上它们为什么可以漂在水面上8FFL2 2、表面张力：、表面张力：液体表面内存在的使其表面积液体表面内存在的使其表面积有收缩成最小的趋势的张力。有收缩成最小的趋势的张力。表面张力系数表面张力系数、方向：、方向：与表面相切，与面内分界线垂直。与表面相切，与面内分界线垂直。、大小：、大小：FFL2、表面张力：液体表面内存在的使其表面积有收缩成最小93 3、液体的表面能、液体的表面能 surface energy surface energy 表面层内的分子比液体内部的分子具有更多的势能。表面层内的分子比液体内部的分子具有更多的势能。表面积越大，势能越大。表面积越大，势能越大。系统的能量有减小到最小的系统的能量有减小到最小的趋势趋势，所以只要有可能，表面积将减到最小。，所以只要有可能，表面积将减到最小。3、液体的表面能 surface energy 表面10如果要增加液体的表面积，就得作功把如果要增加液体的表面积，就得作功把液体内部分子移到表面层，从而增加了液体内部分子移到表面层，从而增加了液面的势能。液面的势能。表面能表面能surface energysurface energy：液体表面的势能：液体表面的势能如果要增加液体的表面积，就得作功把液体内部分子移到表面层，从11二、曲面下的附加压强二、曲面下的附加压强1 1、定义：、定义：液体表面为曲面时，表面张力有拉平液面的液体表面为曲面时，表面张力有拉平液面的 趋势，致使液面内的压强与液面外的压强不同而趋势，致使液面内的压强与液面外的压强不同而 产生的压强差。产生的压强差。二、曲面下的附加压强12TTrRP外P内2 2、拉普拉斯公式（球形液面下的附加压强）、拉普拉斯公式（球形液面下的附加压强）单位长度的表面张力：单位长度的表面张力：TTrRP外P内2、拉普拉斯公式（球形液面下的附加压强）单13 TTrRP外P内稳定时（平衡）：稳定时（平衡）：拉普拉斯公式拉普拉斯公式F内P外P内F外T液体内、外附加压强 TTrRP外P内稳定时（平衡）：拉普拉斯公式F内P外P内14凹液面：凹液面：P内内P外外，PPP外外，P 0P 0P外P内P外P内凹液面：P内P外 ，P 03、说 明：凸液15R2R1CAB解：解：4 4、球形气泡（肥皂泡）、球形气泡（肥皂泡）R2R1CAB解：4、球形气泡（肥皂泡）16 900 不润湿三、毛细现象和气体栓塞三、毛细现象和气体栓塞1、毛细现象、毛细现象内聚力：内聚力：液体分子之间的吸引力。液体分子之间的吸引力。附着力：附着力：液体分子与固体分子之间的吸引力。液体分子与固体分子之间的吸引力。润润湿：湿：附着力大于内聚力，液体与固体的界面有附着力大于内聚力，液体与固体的界面有扩大的趋势，固体被润湿。扩大的趋势，固体被润湿。900 不润湿三、毛细现象和气体栓17毛毛细细管：管：内经很小的细管。内经很小的细管。毛细现象：毛细现象：将毛细管的一端插入液体中，管内的液面将毛细管的一端插入液体中，管内的液面会出现上升或下降，这种现象称为毛细现象。会出现上升或下降，这种现象称为毛细现象。润湿不润湿毛 细 管：内经很小的细管。润湿不润湿18对于润湿管壁的液体对于润湿管壁的液体凹液面(植物水分的输送、动物毛细血管植物水分的输送、动物毛细血管)CBAP0P0RrP0TAh对于润湿管壁的液体凹液面(植物水分的输送、动物毛细血管)192 2、气体的栓塞、气体的栓塞P左左P左左P右右P右右P左左P左左P右右P右右P左左=P右右P左左P右右PPPP 液体在细管中流动时，如果液体中有较多气泡，液液体在细管中流动时，如果液体中有较多气泡，液体的流动则可能发生阻塞，这种现象称为体的流动则可能发生阻塞，这种现象称为气体的栓塞气体的栓塞 。2、气体的栓塞P左P左P右P右P左P左P右P右P左=P右20四、表面活性物质四、表面活性物质surfactant溶液的表面张力系数是由溶液本身的性质决定的。溶液的表面张力系数是由溶液本身的性质决定的。当在一种溶液中加入另一种物质时，溶液的表面当在一种溶液中加入另一种物质时，溶液的表面张力系数将可能改变。张力系数将可能改变。水的表面活性物质有：胆盐、肥皂、蛋黄素等。水的表面活性物质有：胆盐、肥皂、蛋黄素等。能够减小溶液表面张力系数的物质，称为能够减小溶液表面张力系数的物质，称为表面活表面活 性物质性物质。四、表面活性物质surfactant溶液的表面张力系数是由溶21肺泡的物理现象肺泡的物理现象肺泡内壁附着有一层特殊的肺液，类似于肺泡内壁附着有一层特殊的肺液，类似于一个个相互连通的微液泡。一个个相互连通的微液泡。肺泡的物理现象肺泡内壁附着有一层特殊的肺液，类似于一个个相22肺泡的物理现象肺泡的物理现象大肺泡的表面活性物质的浓度小于小肺泡的大肺泡的表面活性物质的浓度小于小肺泡的表面活性物质的浓度，所以大泡的表面张力表面活性物质的浓度，所以大泡的表面张力系数大于小泡的表面张力系数。这样，大肺系数大于小泡的表面张力系数。这样，大肺泡不会越来越大，小肺泡也不会越来越小。泡不会越来越大，小肺泡也不会越来越小。肺泡的物理现象 大肺泡的表面活性物质的浓度小于小肺泡的23正常呼气后，肺泡通常稳定在它最大尺寸的四分之一，正常呼气后，肺泡通常稳定在它最大尺寸的四分之一，即肺内还有余气，这使接下来的吸气变得容易一些。即肺内还有余气，这使接下来的吸气变得容易一些。新生儿的肺泡因受附加压强而完全闭合，所以要靠大声新生儿的肺泡因受附加压强而完全闭合，所以要靠大声啼哭的强烈动作进行第一次呼吸以克服肺泡的表面张力啼哭的强烈动作进行第一次呼吸以克服肺泡的表面张力而获得新生。而获得新生。正常呼气后，肺泡通常稳定在它最大尺寸的四分之一，即肺内还有余24液体表面层液体表面层表面张力表面张力表面能表面能附加压强附加压强应用应用接触角接触角毛细现象毛细现象气体栓塞气体栓塞表面活性物质表面活性物质表面张力系数表面张力系数五、小结五、小结summary液体表面层表面张力表面能附加压强应用接触角毛细现象气体栓塞表25