大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)1大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)2第一節(jié)第一節(jié) 液體的表面張力液體的表面張力大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)3一、液體的表面張力現(xiàn)象一、液體的表面張力現(xiàn)象 液體表面像張緊的彈性膜一樣，具有液體表面像張緊的彈性膜一樣，具有收縮的趨勢(shì)收縮的趨勢(shì)。 （1 1）毛筆尖入水散開(kāi)，出水毛聚合；）毛筆尖入水散開(kāi)，出水毛聚合；（2 2）蚊子能夠站在水面上；）蚊子能夠站在水面上；（3 3）鋼針能夠放在水面上；）鋼針能夠放在水面上；（4 4）荷花上的水珠呈球形；）荷花上的水珠呈球形；（5 5）肥皂膜的收縮；）肥皂膜的收縮；液體表面具有收縮趨勢(shì)的力，液體表面具有收縮趨勢(shì)的力，這種存在于液體表面上的張力稱這種存在于液體表面上的張力稱為為表面張力表面張力。說(shuō)明：說(shuō)明：力的作用是均力的作用是均勻分布的，力的方向與勻分布的，力的方向與液面相切；液面相切；液面收縮液面收縮至最小。至最小。大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)4二、表面張力系數(shù)二、表面張力系數(shù)從力的角度定義從力的角度定義LfAB(1)(2)ffAB(2)f(1)f 從做功的角度定義從做功的角度定義LF2f fFF 做功為：做功為：xFWxL 2SS 指的是這一過(guò)程中液體表面積的增量，指的是這一過(guò)程中液體表面積的增量，所以：所以：SW 表示表示增加單位表面積時(shí)，外力所需做的功增加單位表面積時(shí)，外力所需做的功 稱為表面張力系數(shù)，表示稱為表面張力系數(shù)，表示單位長(zhǎng)度直線單位長(zhǎng)度直線兩旁液面的相互作用拉力兩旁液面的相互作用拉力，在國(guó)際單位制，在國(guó)際單位制中的單位為中的單位為 N m -1 。1、表面張力系數(shù)的定義、表面張力系數(shù)的定義大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)5從表面能的角度定義從表面能的角度定義由能量守恒定律，外力由能量守恒定律，外力 F 所做的功完全用于克服表面張力，所做的功完全用于克服表面張力，從而轉(zhuǎn)變?yōu)閺亩D(zhuǎn)變?yōu)橐耗さ谋砻婺芤耗さ谋砻婺?儲(chǔ)存起來(lái)，即：儲(chǔ)存起來(lái)，即：SWE所以：所以：SE 表示表示增大液體單位表面積所增加的表面能增大液體單位表面積所增加的表面能2、表面張力系數(shù)的基本性質(zhì)、表面張力系數(shù)的基本性質(zhì)（1 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）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。面張力系數(shù)小。（2 2）同一種液體的表面張力系數(shù)與）同一種液體的表面張力系數(shù)與溫度溫度有關(guān)，溫度越高，表面張力有關(guān)，溫度越高，表面張力系數(shù)越小。系數(shù)越小。（3 3）液體表面張力系數(shù)與）液體表面張力系數(shù)與相鄰物質(zhì)的性質(zhì)相鄰物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。有關(guān)。（4 4）表面張力系數(shù)與）表面張力系數(shù)與液體中的雜質(zhì)液體中的雜質(zhì)有關(guān)。有關(guān)。二、表面張力系數(shù)二、表面張力系數(shù)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)63、表面張力系數(shù)的測(cè)定、表面張力系數(shù)的測(cè)定1）拉脫法拉脫法測(cè)量液體表面張力系數(shù)的實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)量液體表面張力系數(shù)的實(shí)驗(yàn)儀器焦利秤焦利秤(朱利氏稱朱利氏稱)。水膜的對(duì)金屬框的作用力為水膜的對(duì)金屬框的作用力為L(zhǎng)f當(dāng)拉起的當(dāng)拉起的水膜處于即將破水膜處于即將破裂的狀態(tài)裂的狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)表面近似在時(shí)，兩個(gè)表面近似在豎直平面內(nèi)，此時(shí)用焦利秤對(duì)豎直平面內(nèi)，此時(shí)用焦利秤對(duì)金屬框的作用力：金屬框的作用力：LmgfmgF22則液體表面的張力系數(shù)：則液體表面的張力系數(shù)：LmgF2二、表面張力系數(shù)二、表面張力系數(shù)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)7二、表面張力系數(shù)二、表面張力系數(shù)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)82 2）液滴測(cè)定法液滴測(cè)定法將質(zhì)量為將質(zhì)量為 m 的待測(cè)液體吸的待測(cè)液體吸入移液管內(nèi)，然后讓其緩慢地流出。入移液管內(nèi)，然后讓其緩慢地流出。當(dāng)液滴即將滴下時(shí)，表面層將在頸部當(dāng)液滴即將滴下時(shí)，表面層將在頸部發(fā)生斷裂。此時(shí)發(fā)生斷裂。此時(shí)頸部表面層的表面張力均頸部表面層的表面張力均為豎直向上，且合力正好支持重力。為豎直向上，且合力正好支持重力。用附有目鏡測(cè)微尺的望遠(yuǎn)鏡測(cè)得斷裂痕的直徑為用附有目鏡測(cè)微尺的望遠(yuǎn)鏡測(cè)得斷裂痕的直徑為 d ，移液管中液體全部滴盡時(shí)的總滴數(shù)為，移液管中液體全部滴盡時(shí)的總滴數(shù)為 n ，則每一滴，則每一滴液體的重量為：液體的重量為：nmgG 每一滴所受的表面張力為：每一滴所受的表面張力為：df則有則有nmgd 即即dnmg二、表面張力系數(shù)二、表面張力系數(shù)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)9則大水滴的面積為則大水滴的面積為 nrS2424 RS 解解設(shè)小水滴數(shù)目為設(shè)小水滴數(shù)目為 n ，n 個(gè)小水滴的總面積為個(gè)小水滴的總面積為在融合過(guò)程中，小水滴的總體積與大水滴的體積相在融合過(guò)程中，小水滴的總體積與大水滴的體積相同，則同，則333434Rnr33rRn 溶合過(guò)程中釋放的能量溶合過(guò)程中釋放的能量SE2) 1(4RrR)44(22Rnr1.求半徑為求半徑為r =210-3mm的許多小水滴融合成一半徑為的許多小水滴融合成一半徑為R=2mm的大水滴時(shí)的大水滴時(shí)所釋放出的能量所釋放出的能量。( (假設(shè)水滴呈球狀，水的假設(shè)水滴呈球狀，水的表面張力系數(shù)表面張力系數(shù) =73=731010-3-3N Nm m-1-1在此過(guò)程中保持不變?cè)诖诉^(guò)程中保持不變) ) 三、舉例三、舉例大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)102.與水接觸的油的表面張力系數(shù)與水接觸的油的表面張力系數(shù) =1.810-2Nm-1 ，為了使，為了使 1.010-3 kg 的油滴在水內(nèi)散布成半徑的油滴在水內(nèi)散布成半徑 r = 10-6m 小油滴，小油滴，（散布過(guò)程可以認(rèn)為是等溫的，油的密度為散布過(guò)程可以認(rèn)為是等溫的，油的密度為=900kg=900kgm m-3-3）。）。 設(shè)設(shè)一個(gè)一個(gè)半徑為半徑為R 的的大油滴等溫地散布成大油滴等溫地散布成N N 個(gè)小油個(gè)小油滴，滴，因而所需作的功為因而所需作的功為SW)(422RNrS解解油的質(zhì)量油的質(zhì)量 m 不變，則不變，則334Rm 343rmN3143mR334rNm求求需要作多少功需要作多少功J10062 .W可得：可得：三、舉例三、舉例大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)111. 分子間的平衡距離分子間的平衡距離r02.51010m分子間距分子間距r2.51010m ，斥力，斥力r 2.51010 m，引力。，引力。2. 液體固體分子的間距約液體固體分子的間距約1010m，氣體分子的間距約氣體分子的間距約109m 。液體的性質(zhì)與其微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)液體的性質(zhì)與其微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)四、表面張力的微觀本質(zhì)四、表面張力的微觀本質(zhì)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)12表面張力的微觀本質(zhì)表面張力的微觀本質(zhì)是表面層分子是表面層分子之間相互作用力的不對(duì)稱性引起的。之間相互作用力的不對(duì)稱性引起的。分別以液體表面層分子分別以液體表面層分子A 和內(nèi)部分子和內(nèi)部分子B為球心、分子有為球心、分子有效作用距離為半徑作球（效作用距離為半徑作球（分子分子作用球作用球）。）。對(duì)于液體內(nèi)部分子對(duì)于液體內(nèi)部分子 B ，分子作，分子作用球內(nèi)液體分子的分布是用球內(nèi)液體分子的分布是對(duì)稱的對(duì)稱的；ABB 從統(tǒng)計(jì)上講，其受力情況也是對(duì)稱的，所以沿各個(gè)從統(tǒng)計(jì)上講，其受力情況也是對(duì)稱的，所以沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的可能性相等。方向運(yùn)動(dòng)的可能性相等。四、表面張力的微觀本質(zhì)四、表面張力的微觀本質(zhì)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)13對(duì)于液體表面層的分子對(duì)于液體表面層的分子 A，分子作用，分子作用球中有一部分在液體表面以外，分子作用球中有一部分在液體表面以外，分子作用球內(nèi)下部液體分子密度大于上部；球內(nèi)下部液體分子密度大于上部；當(dāng)液體內(nèi)部分子移動(dòng)到表面層當(dāng)液體內(nèi)部分子移動(dòng)到表面層中時(shí)，就要克服上述指向液體內(nèi)部的分子引力作功，中時(shí)，就要克服上述指向液體內(nèi)部的分子引力作功，這部分功將轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿酉嗷プ饔玫膭?shì)能。所以這部分功將轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿酉嗷プ饔玫膭?shì)能。所以液體表液體表面層分子比液體內(nèi)部分子的相互作用勢(shì)能大面層分子比液體內(nèi)部分子的相互作用勢(shì)能大。 由勢(shì)能最小原則，在沒(méi)有外力影響下，液體應(yīng)處于由勢(shì)能最小原則，在沒(méi)有外力影響下，液體應(yīng)處于表面積最小的狀態(tài)。表面積最小的狀態(tài)。 統(tǒng)計(jì)平均效果統(tǒng)計(jì)平均效果所受合外力指向液體內(nèi)所受合外力指向液體內(nèi)部部，因此有向液體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。，因此有向液體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。AfL四、表面張力的微觀本質(zhì)四、表面張力的微觀本質(zhì)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)14第二節(jié)第二節(jié) 彎曲液面的附加壓強(qiáng)彎曲液面的附加壓強(qiáng)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)15一、彎曲液面的附加壓強(qiáng)一、彎曲液面的附加壓強(qiáng)01PP 0sP ffP0P1=P0s水平液面水平液面 自然界中有許多情況下液面是彎曲的，彎曲自然界中有許多情況下液面是彎曲的，彎曲液面內(nèi)外存在一壓強(qiáng)差液面內(nèi)外存在一壓強(qiáng)差，稱為附加壓強(qiáng)。，稱為附加壓強(qiáng)。大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)16SfPP合合0220sPPP合合ffsP0PsP2凹形液面凹形液面PsP303PSfP合合30sPPP凸形液面凸形液面f合合fffP0s=P0+Ps=P0-Ps一、彎曲液面的附加壓強(qiáng)一、彎曲液面的附加壓強(qiáng)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)17二、球形液面的附加壓強(qiáng)二、球形液面的附加壓強(qiáng)lfdd作用在作用在d l 液塊上的表面張力液塊上的表面張力sindsinddlffcosdcosddlff/sinddlfffsin2dsinrlRrsinRrf22RrfPS22得得 球形彎曲液面的附加壓強(qiáng)與表面張力系數(shù)成正比，球形彎曲液面的附加壓強(qiáng)與表面張力系數(shù)成正比，與液面的曲率半徑成反比。與液面的曲率半徑成反比。 如圖如圖oRdldfdfrcdf大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)18如果液面外大氣壓為如果液面外大氣壓為P0，在平衡狀態(tài)下，在平衡狀態(tài)下，凸球形液面內(nèi)液體壓強(qiáng)為凸球形液面內(nèi)液體壓強(qiáng)為凹球形液面內(nèi)液體壓強(qiáng)為凹球形液面內(nèi)液體壓強(qiáng)為RPP20RPP20R球形液膜，兩個(gè)球形面的半徑近似相等球形液膜，兩個(gè)球形面的半徑近似相等 CAB液膜外表面為凸液面，有液膜外表面為凸液面，有RPPAB2液膜內(nèi)表面為凹液面，有液膜內(nèi)表面為凹液面，有RPPCB2所以附加壓強(qiáng)為所以附加壓強(qiáng)為RPS4球形液泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為球形液泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為04CASPPPPR二、球形液面的附加壓強(qiáng)二、球形液面的附加壓強(qiáng)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)19解解例例求求 如圖所示的裝置中，連通管活塞關(guān)閉，左右兩端吹成一大如圖所示的裝置中，連通管活塞關(guān)閉，左右兩端吹成一大一小兩個(gè)氣泡。（假設(shè)肥皂薄膜厚度為定值）一小兩個(gè)氣泡。（假設(shè)肥皂薄膜厚度為定值）如果打開(kāi)連通管，氣體會(huì)怎么運(yùn)動(dòng)？如果打開(kāi)連通管，氣體會(huì)怎么運(yùn)動(dòng)？AARPP 40 BBRPP 40 BARR BAPP 二、球形液面的附加壓強(qiáng)二、球形液面的附加壓強(qiáng)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)20在水下深度為在水下深度為 30cm 處有一直徑處有一直徑d = 0.02mm的空氣的空氣泡。設(shè)水面壓強(qiáng)為大氣壓泡。設(shè)水面壓強(qiáng)為大氣壓 P0= 1.013105Pa, 水水= 1.0103kgm-3, 水水= 7210-3 Nm-1。氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)。氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)。解解例例求求dhP002PPghR3533272101.013101.0109.80.30.0110=1.186105Pa二、球形液面的附加壓強(qiáng)二、球形液面的附加壓強(qiáng)大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)21第三節(jié)第三節(jié) 毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)22一、潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕一、潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕附著層：附著層： 在液體與固體接觸面上厚度為液體分子有效作在液體與固體接觸面上厚度為液體分子有效作用半徑的液體層。用半徑的液體層。內(nèi)聚力：內(nèi)聚力： 液體內(nèi)部分子對(duì)附著層內(nèi)液體分子的吸引力液體內(nèi)部分子對(duì)附著層內(nèi)液體分子的吸引力附著力：附著力：固體分子對(duì)附著層內(nèi)液體分子的吸引力固體分子對(duì)附著層內(nèi)液體分子的吸引力潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕決定于潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕決定于液體和固體的性質(zhì)液體和固體的性質(zhì)。大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)23內(nèi)聚力內(nèi)聚力大于大于附著力附著力A不潤(rùn)濕不潤(rùn)濕內(nèi)聚力內(nèi)聚力小于小于附著力附著力A潤(rùn)濕潤(rùn)濕f f 液體對(duì)固體的潤(rùn)濕程度由液體對(duì)固體的潤(rùn)濕程度由接觸角接觸角來(lái)表示。來(lái)表示。接觸角：接觸角：在液、固體接觸位置作固體表面與液面切線，經(jīng)過(guò)液在液、固體接觸位置作固體表面與液面切線，經(jīng)過(guò)液體內(nèi)部與液體表面所夾的角。體內(nèi)部與液體表面所夾的角。 通常用通常用q q 來(lái)表示。來(lái)表示。液體液體潤(rùn)濕潤(rùn)濕固體；固體；當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，2q當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，2q液體液體不潤(rùn)濕不潤(rùn)濕固體；固體；當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，0q液體液體完全潤(rùn)濕完全潤(rùn)濕固體；固體；當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，q液體液體完全不潤(rùn)濕完全不潤(rùn)濕固體；固體；q q潤(rùn)濕潤(rùn)濕q q不潤(rùn)濕不潤(rùn)濕一、潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕一、潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)24二、毛細(xì)現(xiàn)象二、毛細(xì)現(xiàn)象 將細(xì)的管插入液體中，如果液體潤(rùn)濕管壁，液面成將細(xì)的管插入液體中，如果液體潤(rùn)濕管壁，液面成凹液面，液體將在管內(nèi)升高；如果液體不潤(rùn)濕管壁，液凹液面，液體將在管內(nèi)升高；如果液體不潤(rùn)濕管壁，液面成凸液面，液體將在管內(nèi)下降。這種現(xiàn)象稱為面成凸液面，液體將在管內(nèi)下降。這種現(xiàn)象稱為毛細(xì)現(xiàn)毛細(xì)現(xiàn)象象。能夠產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)管稱為能夠產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)管稱為毛細(xì)管。毛細(xì)管。大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)251、毛細(xì)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、毛細(xì)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象是由于是由于潤(rùn)濕或不潤(rùn)濕現(xiàn)象潤(rùn)濕或不潤(rùn)濕現(xiàn)象和和液體表面張液體表面張力力共同作用引起的。共同作用引起的。 固固體體液體液體如果如果液體對(duì)固體潤(rùn)濕液體對(duì)固體潤(rùn)濕，則接觸角為則接觸角為銳角銳角。 固固體體液體液體h如果如果液體對(duì)固體不潤(rùn)液體對(duì)固體不潤(rùn)濕濕，則接觸角為則接觸角為鈍角鈍角。 h二、毛細(xì)現(xiàn)象二、毛細(xì)現(xiàn)象AB大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)26設(shè)管內(nèi)液面為一半徑為設(shè)管內(nèi)液面為一半徑為 R 的凹球面的凹球面qcosRr A點(diǎn)壓強(qiáng)為：點(diǎn)壓強(qiáng)為：0AsPPPrPPAqcos20即即2、毛細(xì)管中液面上升或下降的高度、毛細(xì)管中液面上升或下降的高度如圖，一截面半徑為如圖，一截面半徑為 r 的毛細(xì)圓管，的毛細(xì)圓管，液體潤(rùn)濕管壁，接觸角為液體潤(rùn)濕管壁，接觸角為q q 。由幾何關(guān)系可知：由幾何關(guān)系可知：R02PRCBAr0P又ghPPAB且且0PPPCBgrhqcos2得：得：h若液體不潤(rùn)濕管壁，則若液體不潤(rùn)濕管壁，則grhqcos2可得可得：q20潤(rùn)濕管壁的液體在毛細(xì)管中上升的高度與液體的表面張潤(rùn)濕管壁的液體在毛細(xì)管中上升的高度與液體的表面張力系數(shù)成正比，與毛細(xì)管的截面半徑成反比。力系數(shù)成正比，與毛細(xì)管的截面半徑成反比。管內(nèi)液面管內(nèi)液面下降下降。在完全潤(rùn)濕或完全不潤(rùn)濕的情況下，在完全潤(rùn)濕或完全不潤(rùn)濕的情況下，q q = 0 = 0 或或q q = = ，則：，則： grh2二、毛細(xì)現(xiàn)象二、毛細(xì)現(xiàn)象大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)27第四節(jié)第四節(jié) 懸著水和毛細(xì)管懸著水和毛細(xì)管的氣體栓塞現(xiàn)象的氣體栓塞現(xiàn)象大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)28 地下水可以在土壤顆粒間隙形成的毛細(xì)管地下水可以在土壤顆粒間隙形成的毛細(xì)管中保存。其在土壤毛細(xì)管中能保持的原因是：中保存。其在土壤毛細(xì)管中能保持的原因是：一一 懸著水懸著水A AB B0022AABBPPRPPR22BAABPPRRgh大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)29二二 氣體栓塞現(xiàn)象氣體栓塞現(xiàn)象 如果讓液體流動(dòng)起來(lái)，表面會(huì)有什么變化呢？如果讓液體流動(dòng)起來(lái)，表面會(huì)有什么變化呢？如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)活塞不施如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)活塞不施加壓強(qiáng)（加壓強(qiáng)（ 假設(shè)活塞下的氣柱中壓強(qiáng)為假設(shè)活塞下的氣柱中壓強(qiáng)為大氣壓大氣壓P0 ）時(shí)，即）時(shí)，即grhqcos2給活塞施加壓強(qiáng)并逐漸增給活塞施加壓強(qiáng)并逐漸增大，發(fā)現(xiàn)大，發(fā)現(xiàn)當(dāng)施加的壓強(qiáng)很小當(dāng)施加的壓強(qiáng)很小時(shí)，液面并不降低時(shí)，液面并不降低，只是液，只是液面的曲率半徑變小了。面的曲率半徑變小了。只有當(dāng)壓強(qiáng)增加到一定程度液面才下降。只有當(dāng)壓強(qiáng)增加到一定程度液面才下降。大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)30 逐漸增大右端的壓強(qiáng)，剛開(kāi)始液滴并不移動(dòng)，只是右液面的曲率逐漸增大右端的壓強(qiáng)，剛開(kāi)始液滴并不移動(dòng)，只是右液面的曲率半徑減??；只有當(dāng)壓強(qiáng)增量超過(guò)一定的限度半徑減??；只有當(dāng)壓強(qiáng)增量超過(guò)一定的限度 時(shí)，液滴才開(kāi)始移動(dòng)。時(shí)，液滴才開(kāi)始移動(dòng)。P這種現(xiàn)象對(duì)生物毛細(xì)管中液體的流動(dòng)有影響。這種現(xiàn)象對(duì)生物毛細(xì)管中液體的流動(dòng)有影響。 如圖，如圖，PPPP PP如果毛細(xì)管中有如果毛細(xì)管中有 n 個(gè)液滴，根據(jù)上述討論，如果最左邊彎液面處壓強(qiáng)為個(gè)液滴，根據(jù)上述討論，如果最左邊彎液面處壓強(qiáng)為 P ； 同理，要使第二個(gè)液滴移動(dòng)，第二個(gè)氣泡中的壓強(qiáng)必須必須大于同理，要使第二個(gè)液滴移動(dòng)，第二個(gè)氣泡中的壓強(qiáng)必須必須大于 P + 2P 。P +PP + 2P如果要使這如果要使這 n 個(gè)液滴移動(dòng)，則最右端必須施以大于個(gè)液滴移動(dòng)，則最右端必須施以大于P + nP 的壓強(qiáng)。的壓強(qiáng)。P + 3PP + nP當(dāng)液體在毛細(xì)管中流動(dòng)時(shí)，如果管中出現(xiàn)氣泡，液體的流當(dāng)液體在毛細(xì)管中流動(dòng)時(shí)，如果管中出現(xiàn)氣泡，液體的流動(dòng)會(huì)受阻，如果氣泡產(chǎn)生得多了，就會(huì)堵住毛細(xì)管，使液滴不動(dòng)會(huì)受阻，如果氣泡產(chǎn)生得多了，就會(huì)堵住毛細(xì)管，使液滴不能流動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為能流動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為氣體栓塞現(xiàn)象氣體栓塞現(xiàn)象。二二 氣體栓塞現(xiàn)象氣體栓塞現(xiàn)象大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)31氣體栓塞現(xiàn)象的危害舉例：氣體栓塞現(xiàn)象的危害舉例：（1 1）靜脈注射或肌肉注射時(shí)要將針管中的氣體排除）靜脈注射或肌肉注射時(shí)要將針管中的氣體排除后再注射；后再注射；（2 2）當(dāng)環(huán)境氣壓突然降低時(shí)，人體血管中溶解的氣體）當(dāng)環(huán)境氣壓突然降低時(shí)，人體血管中溶解的氣體因?yàn)槿芙舛认陆刀龀鲂纬蓺馀?；因?yàn)槿芙舛认陆刀龀鲂纬蓺馀?；比如潛水員從深海迅速上升到水面時(shí)容易造成血栓而致命。比如潛水員從深海迅速上升到水面時(shí)容易造成血栓而致命。（3 3）在溫度升高時(shí)，植物體內(nèi)的水分也會(huì)析出氣體，）在溫度升高時(shí)，植物體內(nèi)的水分也會(huì)析出氣體，形成氣泡堵塞毛細(xì)管，使部分枝葉的水分或營(yíng)養(yǎng)缺乏形成氣泡堵塞毛細(xì)管，使部分枝葉的水分或營(yíng)養(yǎng)缺乏而枯萎。而枯萎。二二 氣體栓塞現(xiàn)象氣體栓塞現(xiàn)象大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)32第五節(jié)第五節(jié) 彎曲液面上方彎曲液面上方的飽和蒸汽壓的飽和蒸汽壓大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)33液態(tài)液態(tài)氣態(tài)氣態(tài)汽化汽化（蒸發(fā)和沸騰）（蒸發(fā)和沸騰）液化或凝結(jié)液化或凝結(jié) 令令 n 表示單位時(shí)間跑出液體表面的平均分子數(shù)，以表示單位時(shí)間跑出液體表面的平均分子數(shù)，以 n 表示單位時(shí)問(wèn)回到液體中的平均分子數(shù)。表示單位時(shí)問(wèn)回到液體中的平均分子數(shù)。一、汽化和凝結(jié)產(chǎn)生的條件一、汽化和凝結(jié)產(chǎn)生的條件當(dāng)當(dāng) n n時(shí)，宏觀上則表現(xiàn)為時(shí)，宏觀上則表現(xiàn)為蒸發(fā)蒸發(fā)；當(dāng)當(dāng) n n，密閉容器密閉容器當(dāng)當(dāng) n = n時(shí)，液時(shí)，液氣達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，氣達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)此時(shí)飽和蒸汽飽和蒸汽飽和蒸汽飽和蒸汽壓。壓。二、飽和蒸汽壓二、飽和蒸汽壓飽和蒸汽壓是飽和蒸汽產(chǎn)生的分壓強(qiáng)。飽和蒸汽壓是飽和蒸汽產(chǎn)生的分壓強(qiáng)。體積的大小體積的大小有無(wú)其它氣體存在有無(wú)其它氣體存在大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)35 對(duì)于內(nèi)聚力較?。ㄈ菀讚]發(fā)）的液體，表對(duì)于內(nèi)聚力較?。ㄈ菀讚]發(fā)）的液體，表面層內(nèi)的分子受液體內(nèi)部作用力較小，飽和蒸汽壓較大。面層內(nèi)的分子受液體內(nèi)部作用力較小，飽和蒸汽壓較大。三、影響飽和蒸汽壓的因素三、影響飽和蒸汽壓的因素液體本身的性質(zhì)液體本身的性質(zhì):溫度溫度: 溫度越高，分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，表面層的分子溫度越高，分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，表面層的分子越容易擺脫液體的束縛逃出液面，飽和蒸汽壓越高。越容易擺脫液體的束縛逃出液面，飽和蒸汽壓越高。液面的彎曲情況液面的彎曲情況: 如圖所示如圖所示CPCPhABCPCP毛細(xì)管半徑為毛細(xì)管半徑為r ，接觸角為，接觸角為 . 大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)36hABCPCP)2(RaPghPPCBC則則rapghCqcos2raPPghCCqcos2raghqcos2即即grah)(cos2q得得raghPPCCqcos2)( 由于由于 ，所以，所以 ，即，即凹形液面上的飽和蒸汽凹形液面上的飽和蒸汽壓小于水平液面上的飽和蒸汽壓壓小于水平液面上的飽和蒸汽壓，蒸汽容易發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象。，蒸汽容易發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象。 CCPP 如土壤從孔隙空氣中吸收大量的水分。如土壤從孔隙空氣中吸收大量的水分。三、影響飽和蒸汽壓的因素三、影響飽和蒸汽壓的因素大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)37raPPCCqcos2 同理可以證凸液面上的飽和蒸汽壓同理可以證凸液面上的飽和蒸汽壓 和水平液面上的和水平液面上的飽和蒸汽壓飽和蒸汽壓 PC 之差的計(jì)算公式之差的計(jì)算公式CP 凸液面上方飽和蒸汽壓較大，蒸汽就不易在凸液面上凝結(jié)凸液面上方飽和蒸汽壓較大，蒸汽就不易在凸液面上凝結(jié) 。CCPP 有時(shí)蒸汽壓強(qiáng)已超過(guò)水平液面上飽和蒸汽壓的幾倍，仍無(wú)法形有時(shí)蒸汽壓強(qiáng)已超過(guò)水平液面上飽和蒸汽壓的幾倍，仍無(wú)法形成液滴。這種蒸汽稱為成液滴。這種蒸汽稱為過(guò)飽和蒸汽過(guò)飽和蒸汽。降水的形成降水的形成小水滴小水滴蒸發(fā)蒸發(fā)凝結(jié)凝結(jié)大水滴大水滴雨或雪雨或雪凝結(jié)核凝結(jié)核蒸汽中的蒸汽中的雜質(zhì)微粒雜質(zhì)微粒被水潤(rùn)濕被水潤(rùn)濕碘化銀、氯化鈉、硫化物等碘化銀、氯化鈉、硫化物等露、霧的形成、防止霜凍的方法。露、霧的形成、防止霜凍的方法。三、影響飽和蒸汽壓的因素三、影響飽和蒸汽壓的因素大學(xué)大學(xué)物理物理液體的性質(zhì)液體的性質(zhì)38作業(yè) 思考題：大學(xué)物理2-1,2-3,2-4,2-6 練習(xí)題：大學(xué)物理2-1,2-2,2-3,2-4,2-5 作業(yè)題：大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)第77頁(yè)三、六