液体表面现象.ppt

液体的表面现象,The surface phenomena of liquid,数理教研室,植物花瓣和叶面上的露珠,液体除了具有流体的一般特性外，它还有一个特殊的重要性质，即表面特性(surface characterization )。,液体与气体和固体相接触时都有一界面，处于界面的分子同时受到同种分子以及气体或固体分子的作用力，因而产生一系列的特殊现象，称之为液体的表面现象(surface phenomena of liquid)。,本次课内容 一、 液体的表面张力 surface tension 二、 附加压强 additional pressure 三、 毛细现象与气体栓塞 capillarity & air embolism 四、 表面活性物质 surfactant 五、 小结 summary,表面层,B分子 受力为0,分子作用球,B·,1、表面层-液表下厚度等于分子作用半径的一层液体称为表面层surface layer .,表面层内的分子都有往液体内部迁移的趋势,从而使液体表面面积趋于缩小.,A处分子受力,A·,一、液体的表面张力,它们为什么可以漂在水面上,2、表面张力：液体表面内存在的使其表面积有收缩成最小的趋势的张力。,表面张力系数,、方向：与表面相切，与面内分界线垂直。,、大小：,3、液体的表面能 surface energy,表面层内的分子比液体内部的分子具有更多的势能。表面积越大，势能越大。系统的能量有减小到最小的趋势，所以只要有可能，表面积将减到最小。,如果要增加液体的表面积，就得作功把液体内部分子移到表面层，从而增加了液面的势能。,表面能surface energy ：液体表面的势能,二、曲面下的附加压强 1、定义： 液体表面为曲面时，表面张力有拉平液面的 趋势，致使液面内的压强与液面外的压强不同而 产生的压强差。,2、拉普拉斯公式（球形液面下的附加压强）,单位长度的表面张力：,稳定时（平衡）：,拉普拉斯公式,液体内、外,附加压强,凹液面： P内P外 ，P 0,3、说 明：,凸液面： P内P外，P 0,解：,4、球形气泡（肥皂泡）, 900 润湿, 900 不润湿,三、毛细现象和气体栓塞 1、毛细现象 内聚力：液体分子之间的吸引力。 附着力：液体分子与固体分子之间的吸引力。,润 湿：附着力大于内聚力，液体与固体的界面有 扩大的趋势，固体被润湿。,毛 细 管：内经很小的细管。 毛细现象：将毛细管的一端插入液体中，管内的液面 会出现上升或下降，这种现象称为毛细现象。,对于润湿管壁的液体,凹液面,(植物水分的输送、动物毛细血管),2、气体的栓塞,P左,P左,P右,P右,P左 = P右,P左 P右,P,P,P,P,液体在细管中流动时，如果液体中有较多气泡，液体的流动则可能发生阻塞，这种现象称为气体的栓塞 。,四、表面活性物质surfactant,溶液的表面张力系数是由溶液本身的性质决定的。当在一种溶液中加入另一种物质时，溶液的表面张力系数将可能改变。,水的表面活性物质有：胆盐、肥皂、蛋黄素等。,能够减小溶液表面张力系数的物质，称为表面活 性物质。,肺泡的物理现象,肺泡内壁附着有一层特殊的肺液，类似于一个个相互连通的微液泡。,肺泡的物理现象,大肺泡的表面活性物质的浓度小于小肺泡的 表面活性物质的浓度，所以大泡的表面张力 系数大于小泡的表面张力系数。这样，大肺 泡不会越来越大，小肺泡也不会越来越小。,正常呼气后，肺泡通常稳定在它最大尺寸的四分之一，即肺内还有余气，这使接下来的吸气变得容易一些。,新生儿的肺泡因受附加压强而完全闭合，所以要靠大声啼哭的强烈动作进行第一次呼吸以克服肺泡的表面张力而获得新生。,五、小结summary,