《液体的表面性质》PPT课件

一、表面张力和表面能一、表面张力和表面能11、表面与表面层：、表面与表面层：液体表面液体表面: : 液体与气体或固体的接触面液体与气体或固体的接触面第四章第四章分子动理论分子动理论 第五节第五节 液体的表面性质液体的表面性质Water dropwaterrr液体表面层：液体表面下厚度等于分子作用球半径的一层液液体表面层：液体表面下厚度等于分子作用球半径的一层液层液体的表面现象例子液体的表面现象例子:液面液面面积有缩小到最小值的趋势面积有缩小到最小值的趋势液面液面宏观上表现为一个被拉紧的弹宏观上表现为一个被拉紧的弹性薄膜而具有张力性薄膜而具有张力斥力斥力> > 引力引力斥力斥力< < 引力引力斥力斥力= = 引力引力r < r0 r = r0r > r0r>r>分子作用分子作用球半径球半径无分子力无分子力分子作用球半径：分子作用球半径： r= 10-8m( (平衡位置平衡位置: : r r00=10=10-10-10 m)m)从分子间的相互作用力从分子间的相互作用力f 分析表面张力的产生：分析表面张力的产生：r空气空气液体液体ACB表面层表面层A A是液内分子；是液内分子；B B和和C C是液体表面层分子。

是液体表面层分子液内分子液内分子A A受力分析：受力分析：A A分子受到的分子作用力的合力为零：分子受到的分子作用力的合力为零： f fi i=0=0表面层分子表面层分子B B和和C C的受力分析：的受力分析：处于表面层的分子受到一个指向液体内部的分子吸引处于表面层的分子受到一个指向液体内部的分子吸引力作用；宏观上表面层表现为一个被拉紧的弹性薄膜力作用；宏观上表面层表现为一个被拉紧的弹性薄膜 由于液面处于紧张状态，在液面上存在着由于液面处于紧张状态，在液面上存在着起收缩作用的表面张力这些起收缩作用的表面张力这些表面张力的方表面张力的方向向都与液面相切，并且与线段都与液面相切，并且与线段ABAB 垂直；它垂直；它们大小相等，方向相反，分别作用在两部分们大小相等，方向相反，分别作用在两部分液面上 实验表明实验表明: : 表面张力的大小表面张力的大小正比于线正比于线段段ABAB的长度表面张力系数：表面张力系数：2.2.表面张力表面张力f ff fABl液体薄膜液体薄膜ABCDf2l表面张力的测定：表面张力的测定：平衡时：平衡时：**表面张力系数：表面张力系数：（（11）表面张力系数是液体本身的固有性，与液体的种类相关。

表面张力系数是液体本身的固有性，与液体的种类相关22）与液体的温度有关温度愈高，液体的表面张力系数愈小与液体的温度有关温度愈高，液体的表面张力系数愈小33）与液体的纯度有关与液体的纯度有关44）与相邻的介质有关与相邻的介质有关 l液体薄膜液体薄膜ABCDF2lf△xΔS增加单位表面积所作的功：增加单位表面积所作的功：D′C′3.表面张力系数与表面能：表面张力系数与表面能： 表面张力系数等于表面张力系数等于液体增加单位表面积液体增加单位表面积所作的功所作的功表面张力系数表：表面张力系数表：平面液面：平面液面：空气空气水水P0PP液内液内P液内液内=P0弯曲球面液面：弯曲球面液面：P0PP液内液内水水由于表面张力由于表面张力f f产生附加的压强产生附加的压强PP附附, ,所以所以PP液内液内   PP00P附附ff二二. 由表面张力解释如下液面现象由表面张力解释如下液面现象:P0PP液内液内水水P附附ff凹面凹面 凸面凸面 1.1.弯曲液面的附加压强弯曲液面的附加压强Rfsr=RsinO球冠底面积球冠底面积：：表面张力的垂直分量表面张力的垂直分量: :表面张力的水平分量相互抵消表面张力的水平分量相互抵消: :球冠的表面张力球冠的表面张力: :表面张力产生的附表面张力产生的附加压强加压强: :凹面凹面 : :凸面凸面 : :P0PiPSffP0PiPSff凹面凹面 凸面凸面 对外表面：对外表面：对内表面：对内表面：R1R2(R1=R2=R)肥皂泡肥皂泡球形液膜的附加压强：球形液膜的附加压强：演示实验：（大泡小泡）演示实验：（大泡小泡）P0对大泡对大泡：：对小泡：对小泡：因为因为 R R11> > R R22，，所以所以 PP1 1 < < PP2 2 。

结果：大泡变大，小泡变小结果：大泡变大，小泡变小P1P2肥皂泡肥皂泡 附着层附着层( (即与固体接触的一薄层液体即与固体接触的一薄层液体) )内液体分子的运动主要受到两个力影响：内液体分子的运动主要受到两个力影响：固固体体液液体体附附着着层层f附附f f附附：：固体分子对液体分子的吸引力称固体分子对液体分子的吸引力称为为附着力附着力f f內內：：液体分子对液体分子的吸引力称液体分子对液体分子的吸引力称为为內聚力內聚力f内内θθ1.1.接触角：接触角： 三、毛细现象和气体栓塞三、毛细现象和气体栓塞浸湿现象：浸湿现象：当当f f附附> > f f内内时，时，附着层扩展，附着层扩展，液体浸湿固体；液体浸湿固体；f f附附不浸湿现象：不浸湿现象：当当f f附附< < f f内内时，时，附着层收缩，附着层收缩，液体不浸湿固体；液体不浸湿固体；f f附附θθθθf f内内f f内内  >90>9000  <90<9000水水玻璃玻璃玻璃玻璃水银水银水银水银水水２２. .毛细现象：毛细现象： 液体浸湿毛细管壁时，管内液面上升；液体不浸湿毛细管液体浸湿毛细管壁时，管内液面上升；液体不浸湿毛细管壁时，管内液面下降壁时，管内液面下降 。

A AB Bh hC C液面上升的液面上升的原因原因: : PPB B < < P PA A平衡时，平衡时，PPB B = = P PA AR Rr r( (当当  = =909000时时, ,为完全浸湿为完全浸湿) )  ( (对于下降同样适用对于下降同样适用) )毛细现象的应用：毛细现象的应用：临床应用：临床应用：11、外科用脱脂棉来擦拭创面的污液外科用脱脂棉来擦拭创面的污液 2 2、普通手术缝合线要经过蜡处理普通手术缝合线要经过蜡处理药学应用：药学应用：11、药物除湿及新鲜药材的除水大多需通过药材、药物除湿及新鲜药材的除水大多需通过药材内内 毛细管才能气化毛细管才能气化 2 2、口服片剂后，片剂被浸润后通过毛细管作用使、口服片剂后，片剂被浸润后通过毛细管作用使 水分进入片剂，利于人体对药物的吸收水分进入片剂，利于人体对药物的吸收日常生活：棉花或棉布的吸水、餐巾纸吸墨水、煤油灯、日常生活：棉花或棉布的吸水、餐巾纸吸墨水、煤油灯、 植物吸收和运输水分等。

植物吸收和运输水分等 **液液体体在在细细管管中中流流动动时时，，如如果果管管中中有有气气泡泡，，液液体体的的流流动动将将受受到到阻阻碍碍，，气气泡泡多多时时可可发发生生阻阻塞塞，，这这种种现现象象叫叫气气体体栓栓塞3 3、气体栓塞、气体栓塞 (gas embolism)* * 润湿现象润湿现象 * 细管中有气泡：细管中有气泡：静止液体静止液体静止液体静止液体气泡气泡PP附左附左PP附右附右= =液体液体气泡气泡PP附左附左PP附右附右**气泡产生阻力：气泡产生阻力：PPPP< <阻力压强阻力压强  = =PP附右附右--PP附左附左**当当 P P     时，液体无法流动；时，液体无法流动；**当当 P P    时，液体才可流动；时，液体才可流动；* * 细管中若有细管中若有n n个气泡，则要求外加压强差个气泡，则要求外加压强差 P P   n n  ，液体才能流动液体才能流动 P:P:外加压强差）外加压强差）++ PP气体栓塞在医学中的应用：气体栓塞在医学中的应用：**注射前，要排尽针筒中气体；注射前，要排尽针筒中气体；* * 潜水病；潜水病；4、表面活性物质与表面吸附表面活性物质与表面吸附（（11）表面活性物质：）表面活性物质：在液体（溶剂）中加入一定浓度的在液体（溶剂）中加入一定浓度的某种溶质，使液体表面张力系数减小，这种溶质称为表面某种溶质，使液体表面张力系数减小，这种溶质称为表面活性物质。

举例：肥皂；洗衣粉；肺泡分泌物等）活性物质举例：肥皂；洗衣粉；肺泡分泌物等）原因：原因：表面吸附表面吸附（即表面活性物质在溶液的表面层聚（即表面活性物质在溶液的表面层聚集并伸展成薄膜的现象）集并伸展成薄膜的现象）表面层表面层肥皂分子肥皂分子水分子水分子f f11f f22f f11<

举例：水中的盐份等）（举例：水中的盐份等）。