資源簡介

(共53張PPT)
5. 液體
人教版（2019）物理（選擇性必修第三冊）
第二章 氣體、固體和液體
目錄
素養目標
01
課程導入
02
新課講解
03
總結歸納
04
課堂練習
05
正確教育
素養目標
1.知道液體的表面張力，了解表面張力形成的原因
2.了解浸潤和不浸潤現象，知道毛細現象及形成的原因
3.了解液晶的主要性質 ，知道液晶在顯示技術中的應用
在杯子中盛滿清水。將曲別針一枚一枚依次放入杯中，比一比看誰放入的曲別針數量最多，而杯中的水不會溢出。你能解釋這一現象嗎
正確教育
液體的表面張力
觀看視頻，我們發現一些昆蟲可以停在水面上；硬幣也可以浮在水面上
這些現象表明，液體表面可能具有與內部不同的性質
液體的宏觀結構
（1）分子間距離很小。
（2）分子間的相互作用力較大。
（3）分子的熱運動特點表現為振動與移動相結合。
液體有一定的體積，不易被壓縮；在相同溫度下液體的擴散速度比固體的擴散速度快；液體沒有固定的形狀，具有流動性；液體的物理性質表現為各向同性。
液體的微觀結構
液體的微觀結構決定了液體的宏觀性質
（1）各向同性：液體由大量暫時形成的雜亂無章分布的小區域構成，所以液體表現出各向同性。
（2）一定體積：液體分子的排列更接近于固體，在液體內部，分子間的距離在r0左右，相互間的束縛作用強，主要表現為液體分子在平衡位置附近做微小振動，所以液體具有一定的體積。
（3）流動性：液體分子能在平衡位置附近做微小的振動，但沒有長期固定的平衡位置，液體分子可以在液體中移動，這是液體具有流動性的原因。
（4）擴散特點：液體中的擴散現象是液體分子運動產生的，分子在液體中的移動比固體中容易得多，所以液體的擴散速度要比固體的擴散速度快。
演示：觀察肥皂膜與棉線的變化

線兩側液體之間的作用力為引力
液體的表面張力
使液體表面繃緊
液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層，叫做表面層。
1.產生：液體表面層分子間距較大，分子力表現為引力，宏觀表現為液體表面張力。
2.定義：液體表面層相鄰部分之間的吸引力。
3.方向：平行于液面（與液面相切）。
4.作用效果：使液面張緊并收縮到最小。
液體的表面張力
液體表面層分子間距較大，分子力表現為引力，宏觀表現為液體表面張力。
產生：
定義：
方向：
作用效果：
液體表面層相鄰部分之間的吸引力。
平行于液面（與液面相切）。
使液面張緊并收縮到最小。
演示：液體的表面張力
液體表面張力的微觀分析
汽
表面層
液體
液體表面附近分子微觀示意圖
分子間距比較稀疏，
分子間距r>r0 ，
分子間的作用表現為引力.
液體的表面張力
①
②
液體表面收縮繃緊
兩側液體分子間作用力為引力
液體的表面張力
表面張力方向與液面相切，垂直于所畫的線MN
表面會使得液面收縮
使其收縮到表面積最小
經典例題
C
1.水杯倒滿水后水面會高出杯口一點兒而不會溢出，這是因為液體表面存在表面張力，產生表面張力的原因是( )
A.液體表面的分子距離較小，分子力體現為引力
B.液體表面的分子距離較小，分子力體現為斥力
C.液體表面的分子距離較大，分子力體現為引力
D.液體表面的分子距離較大，分子力體現為斥力
解析：產生表面張力的原因是液體表面的分子距離較大，分子力體現為引力。故選C。
正確教育
浸潤和不浸潤
浸潤
某種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現象叫浸潤如：水浸潤玻璃
不浸潤
某種液體不會潤濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面，這種現象叫做不浸潤
如：水不浸潤涂抹了蠟的玻璃
蠟
浸潤
液體潤濕某種固體
并附著在固體表面的現象
不浸潤
液體不潤濕某種固體、
不附著在固體表面的現象
蠟
油
附著層
F液
F固
F固>F液
F固r < r0
r > r0
浸潤
不浸潤
你能判斷水銀和玻璃之間、水和玻璃之間是浸潤還是不浸潤嗎
水能夠浸潤玻璃
水銀不能浸潤玻璃
水銀
凸月面
附著層
水
凹月面
附著層
液體浸潤固體
附著層
附著層：液體和固體接觸位置形成的液體薄膜
固體分子的作用力大于液體內部分子的作用力
附著層內分子比液體內部密集（r＜r0）
附著層分子相互排斥
附著層有擴展趨勢
固體
液體
斥力
（擴展）
液體不浸潤固體
附著層
附著層：液體和固體接觸位置形成的液體薄膜
固體分子的作用力小于液體內部分子的作用力
附著層內分子比液體內部稀疏（r＞r0）
附著層分子相互吸引
附著層有收縮趨勢
固體
液體
引力（收縮）
浸潤現象的微觀解釋
附著層
固
體
液體
附著層
固
體
液體
（1）附著層：液體與固體接觸的位置形成一個液體薄層，叫附著層.附著層中的液體分子同時受到固體分子的作用力和液體分子的作用力。
（2）浸潤和不浸潤，是由于固體分子和液體分子對附著層內液體分子的作用力不同引起的。
（3）是否浸潤與液體和固體的性質有關。例如：水銀不浸潤玻璃，而水銀能浸潤鉛。
與浸潤現象有關的應用
脫脂棉球
油脂涂到羽毛上
用墨水寫字
毛巾可被水浸潤
帳篷不被水浸潤
2.規范佩戴醫用防護口罩是預防新冠肺炎的有效措施之一，合格醫用口罩內側使用對水不浸潤的材料，如圖所示為一滴水滴在醫用口罩內側的示意圖.以下說法正確的是( )
A.圖中水滴與空氣接觸的表面層的水分子比水滴的內部密集
B.該口罩為不合格產品，其內側材料對所有的液體都浸潤
C.該口罩為合格產品，其內側材料并非對所有的液體都不浸潤
D.圖中水滴附著層(即固液接觸層)內水分子比水滴內部密集，因為附著層水分子受到的水滴內分子的作用力比受到的口罩內側固體材料分子的作用力小
經典例題
C
答案：C
解析：水滴與空氣接觸的表面層的水分子比水滴的內部稀疏，故A錯誤；由題圖可知，水珠并沒有浸潤口罩內側，因此是合格產品，浸潤與不浸潤現象是相對的，各種液體的密度、分子大小、分子間隙、分子間作用力大小等都各不相同，因此口罩內側材料并不一定對所有的液體都不浸潤，只要對水不浸潤，就是合格產品，故B錯誤，C正確；水滴附著層(即固液接觸層)內水分子比水滴內部稀疏，附著層水分子受到的水滴內分子的作用力比受到的口罩內側固體材料分子的作用力大，因而使水滴表面緊繃而減小與口罩內側固體材料的作用，故D錯誤.
正確教育
毛細現象
毛細現象
浸潤液體在細管里上升的現象和不浸潤液體在細管里下降的現象，叫做毛細現象
水在玻璃試管里
水銀在玻璃試管里
（2）毛細管內外液面的高度差與毛細管的內徑有關，毛細管內徑越小，高度差越大。
（1）浸潤液體在毛細管里上升，形成凹月面，不浸潤液體在毛細管里下降后形成凸月面。
毛細現象的應用和預防
3.將粗細不同的兩端開口的玻璃細管插入盛有某種液體的玻璃容器里，下列各圖中可能正確的是( )
A. B. C. D.
經典例題
D
解析：液體不浸潤固體，就不會附著在這種固體的表面，則邊界形成凸面。同時不浸潤液體在毛細管中會下降，液面呈凸月面型，液體不附著在器壁，表面張力使其凸出。故選D。
經典例題
4.將兩端開口的玻璃管豎直插在水中，現象如圖所示，則( )
A.水不浸潤玻璃
B.現象與液體的表面張力無關
C.換成直徑更小的玻璃管，管內外液面的高度差將變大
D.水分子與玻璃分子間的相互作用比水分子之間的相互作用弱
C
答案：C
解析：A.毛細作用，是液體表面對固體表面的吸引力，當毛細管插入浸潤液體中，管內液面上升，高于管外，可知，水浸潤玻璃，故A錯誤；B.水可以浸潤玻璃，說明附著層內分子間的作用表現為斥力，現象與液體的表面張力有關，故B錯誤；C.換成直徑更小的玻璃管，毛細作用更明顯，管內外液面的高度差將變大，故C正確；D.水能浸潤玻璃，是因為水分子之間的相互作用弱于玻璃與水分子之間的相互作用，故D錯誤，故選C。
正確教育
液晶
液晶
①物質既有液體的流動性，又具有晶體的分子排列整齊，各向異性的狀態
②液晶是介于固態和液態之間的一種物質狀態。液晶態既具有液體的流動性，又在一定程度上具有晶體分子的規則排列的性質。
（既不是液體，也不是晶體）
有些物質在特定的溫度范圍之內具有液晶態；另一些物質，在適當的溶劑中溶解時，在一定的濃度范圍具有液晶態。
③液晶的分子外形特征：
液晶物質都具有較大的分子，分子形狀通常是棒狀分子、碟狀分子、平板狀分子
④液晶態的分子排列
液晶物質都具有較大的分子，分子形狀通常是棒狀分子。從某個方向上看液晶分子排列比較整齊，但從另一個方向看，液晶分子的排列是雜亂無章的
⑤物理性質
具有液體的流動性
具有晶體的光學各向異性
液晶的光學性質對外界條件的變化反應敏捷。物理性質很容易在外界條件(如電場、壓力、光照、溫度)的影響下發生改變.
當某些液晶中滲入少量多色性染料后，在不同的電場強度下，對不同顏色的光的吸收強度不一樣，這樣就能顯示各種顏色。液晶本身并不發光。
液晶的應用
①利用液晶上加電壓時，旋光特性消失，實現顯示功能，如電子手表、計算器、微電腦等。
②利用溫度改變時，液晶顏色會發生改變的性質來測溫度。
液晶顯示器
手機液晶屏幕
經典例題
5.下列圖示哪個是液晶態，這三種狀態有什么區別和聯系。
解析：從某個方向上看液晶分子排列比較整齊，但從另一個方向看，液晶分子的排列是雜亂無章的，故乙圖是液晶態。
區別與聯系：固態，從宏觀上講，是指具有一定的體積和形狀的物體，從微觀上講，是指組成物質的微觀粒子按一定規則周期性、對稱性地排列，固態物質微粒都有較強的相互作用力，這些微粒在各自的平衡位置附近做無規則的振動，一般不能離開自己的平衡位置，因此固體有一定的體積，也有一定的形狀，此外，對于單晶體，它還具有規則的幾何形狀和物理性質各向異性的特點。
解析：液態，從宏觀上講，是指具有一定的體積，不容易被壓縮，但沒有一定的形狀，能夠流動的物體。從微觀上講，組成物質的微粒間也有較強的作用力，分子的排列情況更接近于固體，只是它們的有規則排列局限于很小的區域內，而眾多的這些小區域之間則是完全無序地聚合在一起。組成液體的分子的運動主要也是在某一平衡位置附近做無規則振動，但振動一小段時間就會掙脫周圍分子的束縛而轉移到另一個新的平衡位置附近，因此液體具有流動性。
液晶態既具有液體的流動性，又具有晶體的分子排列整齊，各向異性的狀態。
液體
液體的表面張力
浸潤和不浸潤
液晶
定義：液體表面層相鄰部分之間的吸引力
方向：平行于液面（與液面相切）
作用效果：使液面張緊并收縮到最小
浸潤
不浸潤
毛細現象
具有液體的流動性，具有晶體的光學各向異性的特點
一般用途
如圖所示，a、b是航天員在“天宮一號”實驗艙做水球實驗時水球中形成的氣泡。a、b兩氣泡溫度相同且a的體積大，氣泡內的氣體視為理想氣體，則( )
A.該水球內的水分子之間只有引力
B.水球呈球形是表面張力作用的結果
C.a內氣體的分子平均動能比b的小
D.a、b兩氣泡的內能相等
B
答案：B
解析：A.分子之間同時存在引力和斥力，故A錯誤；B.液體表面張力是分子間相互作用的結果。就水來說，內部的水分子處于其他水分子的包圍之中，各個方向分子的引力會相互抵消。但是表層水分子受到的內部水分子引力遠大于外部空氣分子的引力。所以，表面的水分子永遠受到指向液體內部的力，總是趨向內部移動。這樣，液體總是會力圖縮小其表面積。而同樣體積的物體，球體的表面積最小，所以水球呈球形是表面張力作用的結果，故B正確；CD.溫度是分子平均動能的標志，a、b兩氣泡溫度相同，則a內氣體的分子平均動能與b的相等，內能是指所有分子的動能與勢能之和，氣體只考慮分子動能，但是由于氣泡體積不同，所以分子數目不同，故內能不同，故CD錯誤。故選B。
2.噴霧型防水劑的原理是噴劑在玻璃上形成一層薄薄的保護膜，形成類似于荷葉外表的效果.水滴以橢球形分布在表面，故無法停留在玻璃上.從而在遇到雨水的時候，雨水會自然流走，保持視野清晰.如圖所示.下列說法正確的是( )
A.水滴呈橢球形是液體表面張力作用的結果，與重力無關
B.照片中的玻璃和水滴發生了浸潤現象
C.水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內部的水分子間距大
D.照片中水滴表面分子比水滴的內部密集
C
答案：C
解析：液體表面張力作用使得水滴呈球形，但是由于有重力作用使得水滴呈橢球形，A錯誤；照片中的玻璃和水滴不浸潤，B錯誤；水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內部的水分子間距大，C正確；照片中水滴表面分子比水滴的內部稀疏，D錯誤.
3.（多選）如圖是分別裝有水和水銀的兩個玻璃杯，下列說法正確的是( )
A.水不浸潤玻璃
B.水銀不浸潤玻璃
C.水的表面層中的水分子之間的作用力表現為引力
D.水銀的表面層中的水銀分子之間的作用力為零
BC
答案：BC
解析：A.由題圖知冰浸潤玻璃，故A錯誤；B.由題圖知水銀不浸潤玻璃，故B正確；CD.表面層里的分子比液體內部稀疏，分子間的距離比液體內部大，分子間作用力表現為引力，故C正確，D錯誤。故選BC。
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