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1、第3章 液體的表面現(xiàn)象復習,教師：陳瑩瑩,2020年7月22日,理學院 應用物理系,1,,目 錄,第1節(jié)：液體的表面張力,第4節(jié)：蒸發(fā)與凝結,2020年7月22日,理學院 應用物理系,2,第2節(jié)：彎曲液面的附加壓強,第3節(jié)：毛細現(xiàn)象,液體分子間作用力顯著，宏觀上表現(xiàn)為不易壓縮性，液體分子在平衡位置附近做振動和在液體內移動 。,定居時間：液體分子在每一個平衡位置上振動的時間。,2020年7月22日,理學院 應用物理系,3,1.1 液體的微觀結構,,說明,液體表面像張緊的彈性薄膜一樣，具有使液體表面收縮至最小的趨勢。,液體表面具有收縮作用的力，稱為液體的表面張力。,1.2 液體的表面張力現(xiàn)象及其微

2、觀本質,液體的表面張力現(xiàn)象,2020年7月22日,理學院 應用物理系,4,1.2 液體的表面張力現(xiàn)象及其微觀本質,液體表面張力的微觀本質,2020年7月22日,理學院 應用物理系,5,從力的角度看，在宏觀上就呈現(xiàn)為表面張力。,液體表面層分子比液體內部分子的相互作用勢能大。,由勢能最小原則，在沒有外力影響下，液體應處于表面積最小的狀態(tài)。即液面具有收縮趨勢，就像繃緊的膜。,從力的角度定義,稱為表面張力系數(shù)，表示單位長度直線兩旁液面的相互作用拉力，單位為 N m -1 。,1.3 表面張力系數(shù),2020年7月22日,理學院 應用物理系,6,表示液面增加單位表面積時，外力所需做的功。,從做功的角度定義

3、,表示液面增加單位表面積所增加的表面能。,從表面能的角度定義,（1）不同液體的表面張力系數(shù)不同，密度小、容易蒸發(fā)的液體表面張力系數(shù)小。,（2）同一種液體的表面張力系數(shù)與溫度有關，溫度越高，表面張力系數(shù)越小。,（3）液體表面張力系數(shù)與相鄰物質的性質有關。,（4）表面張力系數(shù)與液體中的雜質有關。,1.3 表面張力系數(shù),表面張力系數(shù)的基本性質,2020年7月22日,理學院 應用物理系,7,1.3 表面張力系數(shù),2020年7月22日,理學院 應用物理系,8,1.3 表面張力系數(shù),2020年7月22日,理學院 應用物理系,9,,目 錄,第1節(jié)：液體的表面張力,第4節(jié)：蒸發(fā)與凝結,2020年7月22日,理

4、學院 應用物理系,10,第2節(jié)：彎曲液面的附加壓強,第3節(jié)：毛細現(xiàn)象,對于彎曲液面來說，由于液體表面張力的存在，在靠近液面的兩側就形成壓強差，稱為附加壓強。,其中 為液面內側的壓強， 為液面外側的壓強。,2.1 彎曲液面的附加壓強,2020年7月22日,理學院 應用物理系,11,注意：附加壓強正負，與方向無關，僅表示液面內外壓強的 大小關系。,表面張力的合力f合的方向指向液面內，與P0方向相同,s,Ps,P2,凹液面,,Ps,P3,凸液面,,表面張力的合力f合的方向指向空氣，與P3方向相同,s,,,,,2.1 彎曲液面的附加壓強,2020年7月22日,理學院 應用物理系,12

5、,球形液面的附加壓強與表面張力系數(shù)成正比，與液面的曲率半徑成反比。,同理可證，對凹形液面,2.2 球形液面的附加壓強,附加壓強與表面張力的定量關系,2020年7月22日,理學院 應用物理系,13,球形液泡內氣體的壓強為,2.2 球形液面的附加壓強,球形液膜,附加壓強與表面張力的定量關系,2020年7月22日,理學院 應用物理系,14,如果液面外大氣壓為P0，在平衡狀態(tài)下，,球形液面內液體壓強為,凹形液面內液體壓強為,2.2 球形液面的附加壓強,2020年7月22日,理學院 應用物理系,15,,目 錄,第1節(jié)：液體的表面張力,第4節(jié)：蒸發(fā)與凝結,2020年7月22日,理學院 應用物理系,16,第

6、2節(jié)：彎曲液面的附加壓強,第3節(jié)：毛細現(xiàn)象,液體對固體的潤濕程度由接觸角來表示。,接觸角：在液、固體接觸時，固體表面經過液體內部與液體表面所夾的角，通常用表示。,當 時，液體潤濕固體；當 時，液體不潤濕固體。,當 時，液體完全潤濕固體；當 時，液體完全不潤濕固體。,3.1 潤濕和不潤濕,2020年7月22日,理學院 應用物理系,17,潤濕和不潤濕取決于液體和固體的性質，是由附著層分子力引起的。,毛細現(xiàn)象是由于潤濕或不潤濕現(xiàn)象和液體表面張力共同作用引起的。,如果液體對固體潤濕，則形成凹液面。附加壓強向上，管內液面升高，產生毛細現(xiàn)象。,如果液體對固體不潤濕，則形成凸液面，附加壓強向下，管內液面降低，產生毛細現(xiàn)象。,3.2 毛細現(xiàn)象,毛細現(xiàn)象產生的原因,2020年7月22日,理學院 應用物理系,18,3.2 毛細現(xiàn)象,2020年7月22日,理學院 應用物理系,19,毛細管中液面上升或下降的高度,,說明,,目 錄,第1節(jié)：液體的表面張力,第4節(jié)：蒸發(fā)與凝結,2020年7月22日,理學院 應用物理系,20,第2節(jié)：彎曲液面的附加壓強,第3節(jié)：毛細現(xiàn)象,2020年7月22日,理學院 應用物理系,21,Thank You!,