第2章液體的表面性質(zhì)

1、第第2 2章章 液體的表面性質(zhì)液體的表面性質(zhì)2.1 2.1 液體的表面張力液體的表面張力液體的表面有收縮到最小的趨勢液體的表面有收縮到最小的趨勢表面張力現(xiàn)象表面張力現(xiàn)象液體的表面象一張繃緊的橡皮膜液體的表面象一張繃緊的橡皮膜r0Fmrrc分子力隨分子間距的變化rcrcrc液體內(nèi)部和表面層中分子受力對比微觀解釋微觀解釋表面層的分子受到的合力指向液體內(nèi)部, 液體內(nèi)部的分子受到的合力為零表面層分子有效作用半徑rc液體的表面象一張繃緊的橡皮膜具有收縮到最小的趨勢液體的表面象一張繃緊的橡皮膜具有收縮到最小的趨勢表面張力就是表面層分子引力優(yōu)勢的宏觀體現(xiàn)表面張力就是表面層分子引力優(yōu)勢的宏觀體現(xiàn)表面層的分子要

2、表面層的分子要擠入液體內(nèi)部擠入液體內(nèi)部F表面層分子間的引力大于內(nèi)部分子間的引力表面層分子間的引力大于內(nèi)部分子間的引力表面層的分子間距表面層的分子間距大于內(nèi)部分子間距大于內(nèi)部分子間距fL大小大小方向方向影響表面張力系數(shù)的因數(shù)（影響表面張力系數(shù)的因數(shù)（P23P23）溫度溫度液體及相鄰的物質(zhì)液體及相鄰的物質(zhì)雜質(zhì)雜質(zhì)ff L表面張力系數(shù)表面張力系數(shù)定義定義fL垂直垂直L向外向外表面張力的定量描述表面張力的定量描述表面張力系數(shù)另一種定義表面張力系數(shù)另一種定義SE 兩種定義的一致性證明兩種定義的一致性證明fL表面能表面能表面積表面積22ALdEfLSS E d功功【例【例2.1】 P23 /MR343 S

3、ASE M, r , 根據(jù)根據(jù)已知已知33r/RN 22R4r4NS 結(jié)果結(jié)果123314() 1.35 103MAJrM2.2 彎曲液面的附加壓強彎曲液面的附加壓強彎曲液面的附加壓強的定義彎曲液面的附加壓強的定義P0平液面平液面P=P0P0PP0P90900 0 不潤濕不潤濕潤濕潤濕 90 附著力附著力內(nèi)聚力內(nèi)聚力 附著力附著力2.3.2毛細現(xiàn)象毛細現(xiàn)象現(xiàn)象現(xiàn)象【思考】將玻璃毛細管插入水中下列哪一現(xiàn)象正確？【思考】將玻璃毛細管插入水中下列哪一現(xiàn)象正確？(a)內(nèi)外液面等高(b)內(nèi)部液面下降(c)內(nèi)部液面上升液體潤濕毛細管時液面上升的原因液體潤濕毛細管時液面上升的原因液面上升液面上升h h高度對

4、應的壓強與彎高度對應的壓強與彎曲液面帶來的負附加壓強平衡曲液面帶來的負附加壓強平衡不潤濕毛細管的液體表面呈凸形不潤濕毛細管的液體表面呈凸形, , 凸形液面下壓強比平液面下壓強大凸形液面下壓強比平液面下壓強大, ,液面下降液面下降h h高度對應的壓強差與彎高度對應的壓強差與彎曲液面帶來的正附加壓強平衡曲液面帶來的正附加壓強平衡. .潤濕毛細管的液體表面呈凹形潤濕毛細管的液體表面呈凹形凹形液面下壓強比平液面下壓強小凹形液面下壓強比平液面下壓強小h hh hh h【思考】不潤濕與潤濕的情況相同嗎？【思考】不潤濕與潤濕的情況相同嗎？rhR毛細管液面上升高度毛細管液面上升高度Rrcos 根據(jù)根據(jù)2cos

5、grh結(jié)果結(jié)果Pgh2PR附加由于潤濕現(xiàn)象由于潤濕現(xiàn)象(),(),毛細管毛細管( (r) )內(nèi)液面彎曲內(nèi)液面彎曲, ,彎曲液面下表面張力彎曲液面下表面張力()()引起附加壓強引起附加壓強, ,液面上升液面上升( (h) )使其對應的壓強與附加壓強平衡使其對應的壓強與附加壓強平衡yxdhF1F2dF1o【例【例2.22.2】 P29P29【思路】【例【例2.22.2】 P292110000()/2hhFPLdyPgy LdyP Lhgh L20FP Lh oydxhF1F2dF1計算計算F1計算計算F計算計算F11( )dF yPLdy0()g hyPgy10( )P yPR2222/2LFgh

6、 Lgd 2hgRgd合力的效果是什么？合力的效果是什么？【思考【思考】P23 2-10水的形狀水的形狀?0/ 2ph0/ 2ph/2/PhFP SSV h 0p0p22VFhp31 題1-110,ht, yt, h-ydyVdt()22xyhyyhdxdy2dydxdtVVQPgxVSSRSR/2/42234433 418ln2222244 0.21.00 101.001.63 10 ( )1 109.8 (1.00 10 )h eh eh ehhhSRSRSRRLtdxdxxgxggg rVRLsgr y設：t 時刻，水位差為x ， 左容器中的水位高度為yP31 2-52PR附加4d4PR附加8D33PdP D32300084(1)0ghDDdPPPd 55.19 10Dm04PPghd08PPDP31 2-5 解32300084(1)0ghDDdPPPd3aDy設：320DaDb32352099ya yab30ypyq232333()()()()223223qqpqqpy 3()yq53()5.19103aDqmP23 2-700arg22smalllePghPrr粗細管液面下兩點高度差對應的壓強粗細管液面下兩點高度差對應的壓強與兩液面彎曲帶來的附加壓強差平衡與兩液面彎曲帶