液體的表面現(xiàn)象ppt課件

1、數(shù)理教研室數(shù)理教研室植物花瓣和葉面上的露珠植物花瓣和葉面上的露珠 液體除了具有流體的普通特性外，它還有液體除了具有流體的普通特性外，它還有一個特殊的重要性質(zhì)，即外表特性一個特殊的重要性質(zhì)，即外表特性(surface characterization )。 液體與氣體和固體相接觸時都有一界面，液體與氣體和固體相接觸時都有一界面，處于界面的分子同時遭到同種分子以及氣處于界面的分子同時遭到同種分子以及氣體或固體分子的作用力，因此產(chǎn)生一系列體或固體分子的作用力，因此產(chǎn)生一系列的特殊景象，稱之為液體的外表景象的特殊景象，稱之為液體的外表景象(surface phenomena of liquid)。本次

2、課內(nèi)容本次課內(nèi)容一、一、 液體的外表張力液體的外表張力 surface tensionsurface tension二、二、 附加壓強附加壓強 additional pressure additional pressure 三、三、 毛細景象與氣體栓塞毛細景象與氣體栓塞 capillarity & air capillarity & air embolism embolism 四、四、 外表活性物質(zhì)外表活性物質(zhì) surfactant surfactant 五、五、 小結(jié)小結(jié) summarysummary外表層外表層B分子分子受力為受力為0分子作分子作用球用球10-9mB 1、外

3、表層、外表層-液表下厚度等于分子作用半徑的一液表下厚度等于分子作用半徑的一層液體稱為外表層層液體稱為外表層surface layer .外表層內(nèi)的分子都有往液體內(nèi)部遷移的趨勢外表層內(nèi)的分子都有往液體內(nèi)部遷移的趨勢,從而從而使液體外表面積趨于減少使液體外表面積趨于減少.A A處分子受處分子受力力A 一、液體的外表張力一、液體的外表張力它們?yōu)槭裁纯梢运鼈優(yōu)槭裁纯梢云谒嫔掀谒嫔螰FL2 2、外表張力：液體外表內(nèi)存在的使其外表積、外表張力：液體外表內(nèi)存在的使其外表積有收縮成最小的趨勢的張力。有收縮成最小的趨勢的張力。LF外表張力系數(shù)、方向：與外表相切，與面內(nèi)分界限垂直。、方向：與外表相切，與面

4、內(nèi)分界限垂直。、大?。?、大?。? 3、液體的外表能、液體的外表能 surface energy surface energy 外表層內(nèi)的分子比液體內(nèi)部的分子具有更多的勢能。外表積越大，勢能越大。系統(tǒng)的能量有減小到最小的趨勢，所以只需有能夠，外表積將減到最小。 假設(shè)要添加液體的外表積，就得作功把假設(shè)要添加液體的外表積，就得作功把液體內(nèi)部分子移到外表層，從而添加了液體內(nèi)部分子移到外表層，從而添加了液面的勢能。液面的勢能。 外表能外表能surface energy surface energy ：液體外表的勢：液體外表的勢能能二、曲面下的附加壓強二、曲面下的附加壓強1、定義：、定義： 液體外表為曲面

5、時，外表張力有拉液體外表為曲面時，外表張力有拉平液面的平液面的 趨勢，致使液面內(nèi)的壓強與液面外的趨勢，致使液面內(nèi)的壓強與液面外的壓強不同而壓強不同而 產(chǎn)生的壓強差。產(chǎn)生的壓強差。外P外PTTrRP外P內(nèi)2sin2sin2sinsin22sinsinsinRRLTTRrLRrTT2 2、拉普拉斯公式球形液面下的附加壓強、拉普拉斯公式球形液面下的附加壓強T單位長度的外表張力：單位長度的外表張力： TTrRP外P內(nèi)222sinRPrPSPF外外外外222sinRPrPSPF內(nèi)內(nèi)內(nèi)內(nèi)穩(wěn)定時平衡：穩(wěn)定時平衡：22222sinsin2sinRPRRPFTF內(nèi)外內(nèi)外RPP)(2外內(nèi)RPRPP22外內(nèi)拉普拉斯

6、公式拉普拉斯公式F內(nèi)P外P內(nèi)F外T液體內(nèi)、外附加壓強凹液面：凹液面： P P內(nèi)內(nèi)PP外外 ，P P PP外，外，P 0P 0RPRPP22外內(nèi)RPP2內(nèi)外P外P內(nèi)PP外P內(nèi)PRR2R1CAB22RPPAB解：解：小小內(nèi)大大內(nèi)RPPRPP44004 4、球形氣泡肥皂泡、球形氣泡肥皂泡2122RRPPAC12RPPBCRPPRRRAC421 900 不潤濕三、毛細景象和氣體栓塞三、毛細景象和氣體栓塞 1、毛細景象、毛細景象 內(nèi)聚力：液體分子之間的吸引力。內(nèi)聚力：液體分子之間的吸引力。 附著力：液體分子與固體分子之間附著力：液體分子與固體分子之間的吸引力。的吸引力。潤潤 濕：附著力大于內(nèi)聚力，液體與

7、固體的界面有濕：附著力大于內(nèi)聚力，液體與固體的界面有 擴展的趨勢，固體被潤濕。擴展的趨勢，固體被潤濕。 毛毛 細細 管：內(nèi)經(jīng)很小的細管。管：內(nèi)經(jīng)很小的細管。 毛細景象：將毛細管的一端插入液體中，管內(nèi)的液面毛細景象：將毛細管的一端插入液體中，管內(nèi)的液面 會出現(xiàn)上升或下降，這種景象稱為毛細景象。會出現(xiàn)上升或下降，這種景象稱為毛細景象。潤濕不潤濕對于潤濕管壁的液體對于潤濕管壁的液體RPP2內(nèi)外凹液面cos0rRPPPPA內(nèi)外rPPAcos2000cos2PrPPAcos2grh (植物水分的保送、動物毛細血管植物水分的保送、動物毛細血管)00)cos2(PghrPghrPghPPAB)cos2(00

8、PPPCBCBAP0P0RrP0TAh2 2、氣體的栓塞、氣體的栓塞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PnP PPPPPPPP 液體在細管中流動時，假設(shè)液體中有較多氣泡，液液體在細管中流動時，假設(shè)液體中有較多氣泡，液體的流動那么能夠發(fā)生阻塞，這種景象稱為氣體的栓體的流動那么能夠發(fā)生阻塞，這種景象稱為氣體的栓塞塞 。 四、外表活性物質(zhì)四、外表活性物質(zhì)surfactant 溶液的外表張力系數(shù)是由溶液本身的性質(zhì)決議的。溶液的外表張力系數(shù)是由溶液本身的性質(zhì)決議的。當(dāng)在一種溶液中參與另一種物質(zhì)時，溶液的外表當(dāng)在一種溶液中參與另一種物質(zhì)時，溶液的外表張力系數(shù)將

9、能夠改動。張力系數(shù)將能夠改動。 水的外表活性物質(zhì)有：膽鹽、肥皂、蛋黃素等。水的外表活性物質(zhì)有：膽鹽、肥皂、蛋黃素等。 可以減小溶液外表張力系數(shù)的物質(zhì)，稱為外表活可以減小溶液外表張力系數(shù)的物質(zhì)，稱為外表活 性物質(zhì)。性物質(zhì)。肺泡的物理景象肺泡的物理景象 肺泡內(nèi)壁附著有一層特殊的肺液，類似于肺泡內(nèi)壁附著有一層特殊的肺液，類似于一個個相互連通的微液泡。一個個相互連通的微液泡。 肺泡的物理景象肺泡的物理景象 大肺泡的外表活性物質(zhì)的濃度小于小肺泡的大肺泡的外表活性物質(zhì)的濃度小于小肺泡的 外表活性物質(zhì)的濃度，所以大泡的外表張力外表活性物質(zhì)的濃度，所以大泡的外表張力 系數(shù)大于小泡的外表張力系數(shù)。這樣，大肺系數(shù)大于小泡的外表張力系數(shù)。這樣，大肺 泡不會越來越大，小肺泡也不會越來越小。泡不會越來越大，小肺泡也不會越來越小。正常呼氣后，肺泡通常穩(wěn)定在它最大尺寸的四分之一，正常呼氣后，肺泡通常穩(wěn)定在它最大尺寸的四分之一，即肺內(nèi)還有余氣，這使接下來的吸氣變得容易一些。即肺內(nèi)還有余氣，這使接下來的吸氣變得容易一些。新生兒的肺泡因受附加壓強而完全閉合，所以要靠大新生兒的肺泡因受附加壓強而完全閉合，所以要靠大聲啼哭的劇烈動