資源簡介

(共30張PPT)
第二章 固體與液體
第2節(jié) 表面張力和毛細現(xiàn)象
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(xiàn)象，知道毛細現(xiàn)象及形成的原因。
3.了解液晶的主要性質(zhì) ，知道液晶在顯示技術中的應用。
水黽可在水面上行走，如履平地
回形針可漂于水面
水滴在蠟紙上近似球形，可來回滾動而不會附著在蠟紙
水滴在潔凈的玻璃上不僅不收縮成球形，還會沿著玻璃面向外擴展。
現(xiàn)象背后有什么規(guī)律呢？
現(xiàn)象:松手后，滑桿被拉回，肥皂膜面積縮小
現(xiàn)象:棉線圈被繃緊，拉成一個圓，肥皂膜面積縮小。
液體表面具有收縮的趨勢。
結(jié)論:
在液體內(nèi)部，分子完全被其他分子包圍，分子間的距離幾乎等于分子力平衡的距離，分子間的作用力約為零。
液體與氣體接觸的表面存在一個薄層，即表面層。表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離略大于分子力平衡的距離，分子間的作用力表現(xiàn)為引力。
由于表面分子之間的引力作用，A、B兩部分的液體之間就有相互作用，A部分對B部分的引力為FA,使分界線OO'向A部分收縮；B部分對A部分的引力為FB,使分界線OO'向B部分收縮。FA和FB大小相等、方向相反。
假想一條分界線OO'將液面分割成A、B兩部分。
知識點一：表面張力
1.液體表面各部分間的相互引力，稱為表面張力
2.力的方向：總是跟液面相切，且與分界面垂直
3.表面張力使液體表面繃緊，液體就像被一層繃緊的彈性膜覆蓋著。
由于表面張力的作用，液體表面總有要收縮到表面積最小的趨勢，所以雨滴、奶滴、油滴等液滴的外形就近似呈現(xiàn)球形；若重力的影響明顯，其外形就呈現(xiàn)為橢球形；在完全失重的環(huán)境下，液滴能收縮成標準的球形。
2013年我國航天員在“天宮一號”進行世界矚目的太空授課，其中的水球便是球形（圖2-18），展示了失重環(huán)境下液體表面張力的特性。
液體和固體間的接觸面又會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象呢？
思考
現(xiàn)象:在潔凈玻璃上的水滴擴展形成薄層，附著在玻璃上并把玻璃浸濕。
現(xiàn)象:在蠟紙上的水滴可來回滾動而不會擴展成薄層附著在蠟紙上
水滴在玻璃上
水滴在蠟紙上
1.浸潤：液體潤濕某種固體并附著在該固體表面上的現(xiàn)象稱為浸潤。
2.不浸潤：液體不潤濕某種固體也不附著在該固體表面上的現(xiàn)象稱為不浸潤。
水銀浸潤鉛，不浸潤玻璃
水浸潤玻璃，不浸潤蜂蠟或石蠟
水浸潤玻璃
水銀不浸潤玻璃
知識點二：浸潤與不浸潤
3.對浸潤和不浸潤的理解
(1)附著層內(nèi)分子受力情況:
液體和固體接觸時，附著層的液體分子除受液體內(nèi)部的分子吸引外，還受到固體分子的吸引。
(2)浸潤的成因:
當固體分子吸引力大于液體內(nèi)部分子吸引力時，附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稠密，附著層中分子之間表現(xiàn)為斥力，具有擴展的趨勢，這時表現(xiàn)為液體浸潤固體。
(3)不浸潤的成因:
當固體分子吸引力小于液體內(nèi)部分子吸引力時，附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稀疏，附著層中分子之間表現(xiàn)為引力，具有收縮的趨勢，這時表現(xiàn)為液體不浸潤固體。
把水裝在玻璃管里，由于水浸潤玻璃，器壁附近的液面沿器壁向上擴展，水面呈凹面。把水銀裝在玻璃管里，由于水銀不浸潤玻璃，器壁附近的液面沿器壁下移，水銀面呈凸面。
在日常生活中，有時我們希望液體浸潤固體。
4.應用與防止
例如，毛巾都是用能被水浸潤的織物做成的；洗衣服使用的合成洗滌劑內(nèi)加有能浸潤油污的物質(zhì)，在洗滌過程中能帶走衣物上的油污。
有時我們不希望液體浸潤固體。
例如，在生產(chǎn)雨傘時，就應盡量選擇不容易被雨水浸潤的布料，以便更好地防水。
水在玻璃管中會出現(xiàn)凹面，水銀在玻璃管中會出現(xiàn)凸面。如果減小或增大玻璃管的內(nèi)徑，管內(nèi)的水和水銀將會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象呢？
內(nèi)徑不同的細玻璃管插入不同的液體中
實驗現(xiàn)象
幾根內(nèi)徑不同的細玻璃管插入水槽中，水面呈凹面；管內(nèi)水面比容器內(nèi)水面高，管內(nèi)徑越小，水面越高。
把細玻璃管插入水銀槽中，發(fā)生的現(xiàn)象則正好相反，水銀面呈凸面；管內(nèi)水銀面比容器內(nèi)水銀面低，管內(nèi)徑越小，水銀面越低。
知識點三：毛細管現(xiàn)象
1.浸潤液體在細管里上升的現(xiàn)象和不浸潤液體在細管里下降的現(xiàn)象，稱為毛細現(xiàn)象。能發(fā)生毛細現(xiàn)象的管稱為毛細管。
浸潤液體與毛細管內(nèi)壁接觸時，液體表面彎曲，呈凹形。表面張力的收縮作用總是力圖使凹形表面的面積縮小，形成向上的作用力，對液體產(chǎn)生向上的提拉作用，于是管內(nèi)液體上升，直到表面張力向上的提拉作用與管內(nèi)升高的液柱所受的重力達到平衡時，管內(nèi)液體才停止上升，穩(wěn)定在一定的高度。
2.解釋
不浸潤液體在毛細管里下降則是由于表面張力的收縮作用總是力圖使凸形表面的面積減小，形成向下的作用力，使液體向下運動而導致的。
3.生活中的毛細現(xiàn)象
紅色液體通過植物的毛細管上升
墨汁上升
土壤里有很多像毛細管一樣的細小孔道，土壤中的水分可沿著它們上升到地面。如果要保存土壤中的水分，就要把地表土壤鋤松，破壞土壤表層的毛細管；如果想把地下的水分引上來，就需要保持土壤里的毛細管，還要使它們變得更細，這時就要壓緊土壤。
土壤
紙張、棉花、毛巾、粉筆、木材、土壤、磚塊等物體內(nèi)部，有許多細小的孔道，起到毛細管的作用。
1.定義： 物理學中把這種既具有像液體那樣的流動性和連續(xù)性，又具有像晶體那樣的各向異性特點的流體，稱為液晶。
2.特點
①既有液體的流動性質(zhì)，
②又有晶體的某些電學和光學性質(zhì)，
③分子在某些方向的排列比較整齊，具有各向異性。
液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。
知識點四：液晶
當溫度進一步升高時，分子取向有序性也消失，完全進入無序的狀態(tài)，變成液態(tài)
晶體、液晶和液體的分子排列示意圖
液晶具有液體的流動性，但在低溫時液晶會凝固成結(jié)晶態(tài)，不僅分子的取向是有序的，而且分子重心的位置也是有序的
當溫度升高時，晶體中分子的熱運動增強，使分子重心位置的有序性消失，轉(zhuǎn)為液晶態(tài)
3.應用
①彩色液晶顯示屏
②液晶在溫度改變時會改變顏色。
隨著溫度的升高，色彩按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序變化，溫度下降時又按相反順序變色，而且靈敏度很高，在不到1℃的溫差內(nèi)就可顯出整個色譜。利用液晶的這種溫度效應可探測溫度。
③液晶在醫(yī)學上可用來探查腫瘤。
在皮膚表面涂上一層液晶，因腫瘤溫度與周圍正常組織的溫度不同，液晶就會顯示出不同顏色。
④還可用液晶制造顯示體溫的帽子、顯示氣溫的日歷。
⑤還可用來探測微電路中的熱點（短路處），檢查制冷機的漏熱等
1.關于液體表面張力，下列說法中正確的有(　　)
A.甲圖中露珠呈球形，這是地球引力作用的結(jié)果
B.乙圖中液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，產(chǎn)生表面張力
C.丙圖中水黽可以停在水面上，是由于水的浮力作用
D.丁圖中液體表面張力方向與液面平行(相切)
BD
2.(多選)關于液晶，下列說法中正確的有(　　 )
A.液晶是一種晶體
B.液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性
C.液晶的光學性質(zhì)隨溫度的變化而變化
D.液晶的光學性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化
CD
3.下面說法正確的是(　　)
A.鴨子從池塘中出來，羽毛并不濕——不浸潤現(xiàn)象
B.細玻璃棒尖端放在火焰上燒熔后尖端變成球形——表面張力
C.粉筆能吸干紙上的墨水——不浸潤現(xiàn)象
D.布做的雨傘，雖然紗線間有空隙，卻不漏雨水——毛細現(xiàn)象
AB

展開更多......

收起↑