表面张力的完美解释_精品文档.ppt

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,一、表面张力和表面能,1、表面与表面层：

液体表面:

液体与气体或固体的接触面。

第四章分子动理论第五节液体的表面性质,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:

液面面积有缩小到最小值的趋势。

液面宏观上表现为一个被拉紧的弹性薄膜而具有张力。

斥力引力,斥力引力,斥力=引力,rr0,r=r0,rr0,r分子作用球半径,无分子力,分子作用球半径：

r=10-8m,（平衡位置:

r0=10-10m）,从分子间的相互作用力f分析表面张力的产生：

r,A是液内分子；B和C是液体表面层分子。

液内分子A受力分析：

A分子受到的分子作用力的合力为零：

fi=0,表面层分子B和C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，在液面上存在着起收缩作用的表面张力。

这些表面张力的方向都与液面相切，并且与线段AB垂直；它们大小相等，方向相反，分别作用在两部分液面上。

实验表明:

表面张力的大小正比于线段AB的长度。

表面张力系数：

2.表面张力,A,B,l,液体薄膜,A,B,C,D,f,2l,表面张力的测定：

平衡时：

*表面张力系数：

（1）表面张力系数是液体本身的固有性，与液体的种类相关。

（2）与液体的温度有关。

温度愈高，液体的表面张力系数愈小。

（3）与液体的纯度有关。

（4）与相邻的介质有关。

l,液体薄膜,A,B,C,D,F,2l,f,x,S,增加单位表面积所作的功：

D,C,3.表面张力系数与表面能：

表面张力系数等于液体增加单位表面积所作的功。

表面张力系数表：

平面液面：

空气,水,P0,P液内,P液内=P0,弯曲球面液面：

P0,P液内,水,由于表面张力f产生附加的压强P附,所以P液内P0,P附,f,f,二.由表面张力解释如下液面现象:

P0,P液内,水,P附,f,f,凹面,凸面,1.弯曲液面的附加压强,R,fs,r=Rsin,O,球冠底面积：

表面张力的垂直分量:

表面张力的水平分量相互抵消:

球冠的表面张力:

表面张力产生的附加压强:

凹面:

凸面:

P0,Pi,PS,f,f,P0,Pi,PS,f,f,凹面,凸面,对外表面：

对内表面：

R1,R2,（R1=R2=R）,肥皂泡,球形液膜的附加压强：

演示实验：

（大泡小泡）,P0,对大泡：

对小泡：

因为R1R2，所以P1P2。

结果：

大泡变大，小泡变小。

P1,P2,肥皂泡,附着层（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：

固体,液体,附着层,f附,f附：

固体分子对液体分子的吸引力称为附着力。

f內：

液体分子对液体分子的吸引力称为內聚力。

f内,1.接触角：

三、毛细现象和气体栓塞,浸湿现象：

当f附f内时，附着层扩展，液体浸湿固体；,f附,不浸湿现象：

当f附f内时，附着层收缩，液体不浸湿固体；,f附,f内,f内,900,900,水,玻璃,玻璃,水银,水银,水,.毛细现象：

液体浸湿毛细管壁时，管内液面上升；液体不浸湿毛细管壁时，管内液面下降。

A,B,h,C,液面上升的原因:

PBPA,平衡时，PB=PA,R,r,（当=900时,为完全浸湿。

）,（对于下降同样适用）,毛细现象的应用：

临床应用：

1、外科用脱脂棉来擦拭创面的污液。

2、普通手术缝合线要经过蜡处理。

药学应用：

1、药物除湿及新鲜药材的除水大多需通过药材内毛细管才能气化。

2、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。

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。

*液体在细管中流动时，如果管中有气泡，液体的流动将受到阻碍，气泡多时可发生阻塞，这种现象叫气体栓塞。

3、气体栓塞（gasembolism）,*润湿现象。

*细管中有气泡：

静止液体,静止液体,气泡,P附左,P附右,=,液体,气泡,P附左,P附右,*气泡产生阻力：

P,P,阻力压强=P附右-P附左,*当P时，液体无法流动；*当P时，液体才可流动；,*细管中若有n个气泡，则要求外加压强差Pn，液体才能流动。

（P:

外加压强差）,气体栓塞在医学中的应用：

*注射前，要排尽针筒中气体；,*潜水病；,4、表面活性物质与表面吸附,

（1）表面活性物质：

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，这种溶质称为表面活性物质。

（举例：

肥皂；洗衣粉；肺泡分泌物等）,原因：

表面吸附（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）。

表面层,肥皂分子,水分子,f1,f2,f1f2，使液体表面层分子势能减少，因而表面张力系数减小。

（2）肺组织中的表面活性物质：

*肺泡内壁分泌某种磷脂是表面活性物质；它的重要作用：

维持正常呼吸。

*肺组织结构；,R活性物质密度粘液的P内,吸气过程：

R活性物质密度粘液的P内,呼气过程：

（3）表面非活性物质：

*尽量离开表面层而进入液体内部，使表面张力系数增大。

（举例：

水中的盐份等）,