第三章液体的表面现象
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电子教案与课件：《应用胶体与界面化学》第三章 表面张力与润湿作用
一 、润 湿 作 用 二、接触角与Young方程 三 、决定和影响接触角大小的 因 素 四 、常用的接触角测量方法 …
一 、润 湿 作 用
凝聚态物体表面一种流体被另一种流体取代的过程称为润湿(wetting)。例如， 液体将固体表面的气体取代，形成液体膜或液滴。液体取代固体表面气体，液 体不能完全展开的过程称为沾湿(adhesion)。沾湿是原有的气液和固气界面消 失形成新的固液界面。若形成单位界面，此过程在恒温、恒压条件下，自由能 的改变为 WA 称为黏附功，是将单位固液界面拉开外界需做的最小功，WA 表征固液界面(即 固体与液体分子间)作用力的大小。WA＞0(即 ΔGA＜0)是沾湿过程自发进行的条 件。 液体自发在固体表面展开成一薄层，此过程称为铺展(spreading)。铺展是固气 界面消失、气液界面和固液界面形成的过程。若形成单位界面，此过程自由能 的改变为 S 称为铺展系数。此过程自发进行的标准是 ΔS＞0(即 ΔGs＜0)。
一 、 几个小实验
在石蜡表面上的小水滴会自动成球形；在水面上用简单的方法可使金属针(或分 值硬币)漂浮，但不能使它们悬浮于水中；从管口缓慢自然形成的液滴形状与橡 胶薄膜中盛水悬起的形状很相似；插入水中的毛笔笔毛是分散开的，当笔头提 出水面后笔毛并拢，成一体状。这些实验现象说明：①液体表面与体相液体的 性质不完全相同；②液体表面似存在一弹性膜；③液体表面有自动缩小的本能。 液体表面的这些特点可从力学和能量的角度予以解释。
第二节 弯曲液面内外压力差与曲率 半径的关系——Laplace公式
一、Laplace公式的简单导出
二、LaplaBiblioteka e公式的应用举例一、Laplace公式的简单导出
弯曲液面与平液面不同，弯曲液面表面张力在法线方向的合力不等于零。凸液 面，表面张力合力方向指向液体内部；凹液面，合力方向指向液体上方。为保 持弯曲液面的存在与平衡，弯曲液面内外两侧有压力差：弯曲液面突向一侧的 压力总是小于另一侧的；换言之，当液面两侧有压力差时，能形成弯曲液面， 液面突向的一侧压力小，两侧压力差与液体表面张力和弯曲液面的曲率半径有 关。
一 、润 湿 作 用
凝聚态物体表面一种流体被另一种流体取代的过程称为润湿(wetting)。例如， 液体将固体表面的气体取代，形成液体膜或液滴。液体取代固体表面气体，液 体不能完全展开的过程称为沾湿(adhesion)。沾湿是原有的气液和固气界面消 失形成新的固液界面。若形成单位界面，此过程在恒温、恒压条件下，自由能 的改变为 WA 称为黏附功，是将单位固液界面拉开外界需做的最小功，WA 表征固液界面(即 固体与液体分子间)作用力的大小。WA＞0(即 ΔGA＜0)是沾湿过程自发进行的条 件。 液体自发在固体表面展开成一薄层，此过程称为铺展(spreading)。铺展是固气 界面消失、气液界面和固液界面形成的过程。若形成单位界面，此过程自由能 的改变为 S 称为铺展系数。此过程自发进行的标准是 ΔS＞0(即 ΔGs＜0)。
一 、 几个小实验
在石蜡表面上的小水滴会自动成球形；在水面上用简单的方法可使金属针(或分 值硬币)漂浮，但不能使它们悬浮于水中；从管口缓慢自然形成的液滴形状与橡 胶薄膜中盛水悬起的形状很相似；插入水中的毛笔笔毛是分散开的，当笔头提 出水面后笔毛并拢，成一体状。这些实验现象说明：①液体表面与体相液体的 性质不完全相同；②液体表面似存在一弹性膜；③液体表面有自动缩小的本能。 液体表面的这些特点可从力学和能量的角度予以解释。
第二节 弯曲液面内外压力差与曲率 半径的关系——Laplace公式
一、Laplace公式的简单导出
二、LaplaBiblioteka e公式的应用举例一、Laplace公式的简单导出
弯曲液面与平液面不同，弯曲液面表面张力在法线方向的合力不等于零。凸液 面，表面张力合力方向指向液体内部；凹液面，合力方向指向液体上方。为保 持弯曲液面的存在与平衡，弯曲液面内外两侧有压力差：弯曲液面突向一侧的 压力总是小于另一侧的；换言之，当液面两侧有压力差时，能形成弯曲液面， 液面突向的一侧压力小，两侧压力差与液体表面张力和弯曲液面的曲率半径有 关。
3液体表面现象
2.固体的表面吸附作用 定义
气体或液体分子附着在固体表面而形成一层薄
膜，使固体表面势能减小的现象称为固体对表面活 性物质的吸附作用。 实例 (P48)粉末与多孔物质 （医学上常用活性碳来吸附胃肠道中的细菌色素、 毒素；水的净化等）
17
§3-2
弯曲液面的附加压强
一、附加压强（additional pressure）
——拉普拉斯公式
Note:
(1) R1和R2为相互垂直的正截口的曲率半径；
(2) 符号规定：
(a) 凸液面时，R1和R2 取＋，pS 0； (b) 凹液面时，R1和R2 取－，pS 0
20
2．柱状液面（R1＝∞,R2 ＝R）
1 1 ps p内 p外 ( ) R1 R2 R
13
影响表面张力系数的因素
与液体的性质有关：不同液体，α值不同；密度小、 易挥发的液体α值较小。如酒精的α值很小，金属 熔化后的α值很大。 与相邻物质性质有关：同一液体与不同物质交界， α值不同。 与温度有关：温度升高，α值减小，两者近似呈线 性关系。( P46 表3-1 ) 与液体内所含杂质有关：在液体内加入杂质，液体 的表面张力系数将显著改变，有的使其α值增加； 有的使其α值减小。使α值减小的物质称为表面活 性物质。
按照能量守恒及转换定律，在恒温情况下，外力克服分子间引 力做功，表面能增加，外力F所作的功应等于液体表面能的增 量。若用△Ep 表示表面能增量，则：
E p W S
表面张力系数α的另一定义：表面张力系数α在数值上等于增 加液体单位表面积时的表面能的增量，即： E α也可用J· -2作单位。 m
21
4. 球形液膜（如肥皂泡），液膜有内外两个表面，如图。
高中物理 第三章 液体 第2节 毛细现象 浸润素材 鲁科版
浸润
放在洁净的玻璃板上的一滴水银，能够在玻璃板上滚来滚去，而不附着在上面。
把一块洁净的玻璃片进入水银里再取出来，玻璃上也不附着水银。
这种现象才叫做不浸润，对玻璃来说，水银是不浸润液体。
液体浸润
放在洁净的玻璃板上的一滴水，会附着在玻璃板上形成薄层。
把一块洁净的玻璃片进入水里再取出来，玻璃表面会沾上一层水。
这种现象叫做浸润。
对玻璃来说，水是浸润液体。
对于毛细现象：
浸润液体在毛细管中上升（如水-玻璃），液面成凹月面型，液体附着在器壁；
不浸润液体在毛细管中下降（如水银-玻璃），液面成凸月面型，液体不附着在器壁，表面张力使其凸出。
八年级物理上册知识点归纳总结—第三章物态变化
第三章物态变化§3.1 温度一、温度(1)定义：物理学中通常把物体的冷热程度叫做温度。
(2)物理意义：反映物体冷热程度的物理量。
二、温度计——测量温度的工具1.工作原理：依据液体热胀冷缩．．．．．．的规律制成的。
温度计中的液体有水银、酒精、煤油等.2.常见的温度计：实验室用温度计、体温计、寒暑表。
三、摄氏温度(℃)——温度的单位1. 规定：在标准大气压下冰水混合物的温度定为0摄氏度，沸水的温度定为100摄氏度，分别记作0℃、100℃，平均分为100等份，每一等份代表1℃。
2. 读法：(1)人的正常体温是37℃——37摄氏度；(2)水银的凝固点是-39℃——零下39摄氏度或负39摄氏度.四、温度计的使用方法1. 使用前“两看”——量程和分度值；Ⅰ.实验室用温度计：-20℃~110℃、1℃；(一般)Ⅱ.体温计：35℃~42℃、0.1℃；Ⅲ.寒暑表：-35℃~50℃、1℃.2. 根据实际情况选择量程适当的温度计；如果待测温度高于温度计的最高温度，就会涨破温度计；反之则读不出温度。
3. 温度计使用的几个要点(1)温度计的玻璃泡要全部浸泡在待测液体中，不能碰容器底或容器壁；(2)温度计的玻璃泡浸入被测液体后要10204030仰视：结果偏低俯视：结果偏高稍等一会，不能在示数上升时读数,待示数稳定后再读数;(3)读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中；视线要与温度计中液柱的液面相平.五、体温计1. 量程：35℃~42℃；分度值：0.1℃.2. 特殊结构：玻璃泡上方有很细的缩口。
使用方法：用前须甩一甩。
(否则只升不降)☆典型例题1. 如右图所示，图1中温度计的示数为 36℃ ；图2中的示数为 -9℃ 。
分析：首先判断液柱的位置：可顺着液柱上升的方向观察，若数字越来越大，则说明液面在0℃以上，应该从0℃向上读；反之则说明液面在0℃以下，应该从0℃向下读。
2. 用体温计测量小强同学的体温是37.9℃，若没有甩过，用它只能测出以下哪位同学的体温( C ) A.小红：37.6℃；B ：小刚：36.9℃；C ：小明：38.2℃；D ：小华：36.5℃ 分析：体温计只升不降的特点。
八年级物理人教版第三章3-4节汽化和液化,升华和凝华 知识点复习总结和练习题
知识点一：蒸发和影响蒸发快慢的因素1.汽化. （1）定义：物质由液态变为气态的过程叫做液化。
（2）特点：汽化吸热（3）方式：蒸发和沸腾2.蒸发. （1）定义：在任何温度下都能发生的汽化现象叫做蒸发。
（2）特点：蒸发只发生在液体的表面。
蒸发要吸热，有降温制冷的作用。
3.影响蒸发快慢的三个因素（1）液体的温度现象：晾衣服时，放在阳光下比放在背阴处干得快。
现象分析：液体温度越高，蒸发越快。
（2）液体的表面积现象：晾衣服时，展开比团起来干得快。
现象分析：液体表面积越大，蒸发越快。
（3）液体上方的空气流速现象:晾衣服时，放在通风处比放在无风处干得快。
现象分析：液体表面空气流动越快，蒸发越快。
例1.把酒精擦在手背上后，擦酒精的部位会感觉凉。
这主要是因为酒精（）A．凝固放热B．升华吸热 C．液化放热 D．蒸发吸热例2.下列实例中，为了加快蒸发的是（）A．用地膜覆盖农田B．给盛有酒精的瓶子加盖C．把新鲜的蔬菜装入保鲜盒D．将湿手伸到干手器下方吹知识点二（沸腾）1.定义：液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
2.特点：吸收热量，但温度保持不变。
3.沸点：各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫做沸点。
不同液体的沸点不同。
水的沸点在1标准大气压下是100℃，使用油的沸点是250℃.拓展：沸点与大气压的关系：气压增大，沸点升高；气压减小，沸点降低。
例如，在高山上，因为气压比较低，水的沸点低于100℃，食物不容易煮熟，这时应利用高压锅，高压锅内水面上的气压较高，所以沸点能超过100℃，食物容易煮熟。
4.液体沸腾的条件（1）达到沸点（2）继续吸热5.蒸发和沸腾的比较例1.中国是一个美食的国度，有煎炸炖烤焖等多种烹饪方法。
当锅里水沸腾后碗中的汤（）A．同时沸腾了B．稍后也沸腾了C．温度低于沸点，不会沸腾D．温度达到沸点，但不会沸腾例2.煮饭烧菜时，经常需要加盖子，这样做的主要目的是（）A．降低水的沸点，食物容易煮熟B．升高水的沸点，食物容易煮熟C．减少锅中水的蒸发量，不容易烧干D．减少锅中热量的散失，节约燃料知识点三（液化）1.定义：物质从气态变为液态的过程叫做液化2.液化方法：（1）降低温度：任何气体温度降到足够低的时候，都可以液化。
化学原理：第三章 表面现象
从单位上来看，实质是表面张力的单位。
——
第一节 表面张力和表面能
由于净吸引力的存在，
表 面
把内部分子移到表面所作的
张 表面功转化为表面分子的位
力 的 理
能，单位表面的表面分子所 具有的位能（即表面能）就
解 是表面张力。
能 的 角
U s A
J m2
N m m2
N m
度
从单位上来看，实质是表面张力的单位。
第一节 表面张力和表面能
人类对一个事物的认识和理解是不断发展变化的，分析 问题和解决问题的角度也是多方面的。例如：圆锥和光
表 面 张 力 的 理 解
圆锥
侧面——三角形
底面——圆
光电效应（E=mC2）角度：光子、粒子性；
波的角度：光是一种电磁波。因此，光具有波粒二象性。
同样，对于表面张力的理解也可以分为以下几个方面。
丝线也受到同样的拉力，只是由于丝线两侧都有液膜，液膜对丝线各部
分施加的净拉力为零。
表面张力是一种收缩力，作用在表面的边界线上，垂直于边
界线向着表面的中心并与表面相切，或者是作用在液体表面上任 一条线的两侧，垂直于该线，沿着液面拉向两侧。
第一节 表面张力和表面能
——
表
面
张
力
的
理
解
2L
力
W1
的 角
W2
第一节 表面张力和表面能
——
表 面 张 力 的 理 解
丝线圈内肥皂膜未刺破时
丝线圈内肥皂膜刺破时
力
金属环上系一丝线圈，把金属环连同丝线圈一起浸入肥皂液中，然
的 角 度
后取出，环中就形成一层液膜，而丝线圈可在液膜上自由游动。如果把 丝线圈内的液膜刺破，丝线圈即被弹开形成圆形，就好象液面对丝线圈
医学物理学习题解答(第3版)
《医学物理学（第3版）》习题解答2009.10 部分题解2－10．解：已知 363102525m cm v -⨯==; a P .p 511051⨯= a P .p 521011⨯=()())J (..vp p 110251011105165521=⨯⨯⨯-⨯=-=ω∴-2-11．10-5s第三章 液体的表面现象3-1．解：设由n 个小水滴融合成一个大水滴，释放出的能量为P E ∆。
n 个小水滴的总表面积S 1=24r n ⋅⋅π，大水滴的表面积S 2=42R ⋅π，利用n 个小水滴的体积等于一个大水滴的体积，可求出n 即n ×334r ⋅π=334R ⋅π 所以n ×334r ⋅π=334R ⋅π; ()()936333310102102=⨯⨯==--r R n 个 将910个半径为2×310-mm 小水滴融合成一个半径为2mm 的大水滴时，其释放的能量等于表面能的减少，所以 )44()(2221R r n S S E P ⋅-⋅⨯=-=∆ππαα=3612931066.3)10414.3410414.3410(1073----⨯≈⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯J3-2解：由于肥皂泡非常薄，因此可忽略肥皂泡的厚度，取外内＝R R ＝2d＝0.05m 。
因为肥皂泡有内外两个表面，所以肥皂泡增加的表面积242R S π⨯=∆。
根据SW∆=α可得吹一个直径为10cm 的肥皂泡，需要做的功 4423108105421040---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=∆⋅=ππαS W J 又因为增加表面能等于外力所做的功 W E P =∆ 所以 4108-⨯==∆πW E P J根据拉普拉斯公式，可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2由于肥皂泡有内外两个表面，所以其内外压强差 ＝－外内p p 2.3100.510404423=⨯⨯⨯=--R α(P a ) 3-3．解：根据拉普拉斯公式，可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2 所以，当肺泡的半径为0.04mm 时，它的内外压强差为＝－外内p p 353100.2100.4104022⨯=⨯⨯⨯=--R α(P a ) 3-4．解：根据拉普拉斯公式可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2 因为气泡在水下面只有一个球形表面，所以气泡的内外压强差＝－外内p p Rα2 而 h g p p ⋅⋅+ρ0＝外 所以,气泡内的压强 h g p p ⋅⋅+ρ0＝内＋Rα2 即 内p ＝1.013×105＋310×9.8×10＋5331001.2101.010732⨯=⨯⨯⨯--(P a ) 3=5．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于乙醇能完全润湿玻璃壁，所以接触角O=0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以 332107.2221015.08.97911090.32---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=r g h ρα (N/m) 3-6．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于水能完全润湿玻璃壁，所以接触角O =0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以 112r g h ⋅⋅=ρα 222r g h ⋅⋅=ρα⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=-=∆---3333212121105.11105.018.9101073211222r r g gr gr h h h ραραρα ＝1.99×210-(m)＝1.99(cm)3-7．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=;由于水能完全润湿毛细管，所以接触角O =0θ，因此水在毛细管中上升的高度为 rg h ⋅⋅=ρα2而管中水柱的高度r g R h ⋅⋅+='ρα223333103.5103.08.91010732103----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=(m)=5.3(cm)3-8．解：：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于水和丙酮能完全润湿毛细管，所以接触角O =0θ，因此水和丙酮在毛细管上升的高度分别为rg h ⋅=水水ρα21 ① rg h ⋅=酮酮ρα22 ②②式除以①式可得 酮水水酮ρραα⋅=t h h 12 所以 3332212104.32107310105.2792104.1-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅－－－水水酮酮＝＝αρραh h (N/m) 3-9．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于血液在毛细管产生完全润湿现象，所以接触角O =0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以,血液表面张力系数3332109.572105.08.91005.11025.22---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=r g h ρα (N/m)第四章 振动和波动及超声波成像的物理原理4－2.解：已知 kg M 5=；()cm t cos x 44010π+π=（1） 由()cm t cos x 44010π+π=得m cm A 11010-==；)srad (π=ω40；mk 2=ω； m k 2ω= 则)J (.)J (.mA kA E 384394400105160021212122222=π=⨯⨯π⨯=ω==s .T 0504022=ππ=ωπ=； Hz Tf 201==； ()()sm 43t 40cos 4s m 4t 40sin 4vπ+ππ=π+ππ-= ()()2222sm 45t 40cos 160s m 4t 40cos 160a π+ππ=π+ππ-=（2） 当s .t 21=时，则()m .cos x 2110254214010--⨯=π+⨯π=；()sm .cos v π=π+⨯ππ=224321404)J (kx E );J (mv E p k 242222220105051600212120852121π=⨯⨯⨯π⨯==π=π⨯⨯==-(或)J (E E E k p 222202040π=π-π=-=)4－3.解：已知cm A 2=；0=t 时，刚好向x 反向传播;πω==250Hz f , 则 s rad π=ω100()ϕ+ω=t cos A x ，0=t 时 0=x 则 2πϕ±=又由 ()0sin 〈+-=ϕωωt A v ， 得 2π=ϕ所以，振动方程为 cm 2t 100cos 2x ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+π=速度方程为 s cm t sin v ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ-=2100200 s m t cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ=231002 ；s m 2v m π= 加速度方程为 222100200s m t cos a ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ-=；22m s m 200a π= 4－4. 解：（１）2A x =时，222121kA kx E p ==； 41218122==kA kAE E p 即势能占总能量的25%，动能占总能量的75% 。
【精品课件】胶体溶液和表面现象
胶体粒子带电的主要原因：
吸附作用 固体吸附剂优先选择吸附与它组成相关的 离子，或者能够在固体表面上形成难电离或难 溶解物质的离子。“相似相吸原理”
例如：Fe(OH)3胶体粒子很容易吸附与它结 构相似的FeO+离子，而带正电荷。 [Fe(OH)3]m·nFeO+
FeO+ FeO+ FeO+
FeO+
3、电学性质——电泳
直流电
电泳管示意图
电泳管中:
Fe(OH)3溶胶向负 极移动，说明 Fe(OH)3 溶胶中分散质粒子带 正电荷。As2S3向正极 移动， As2S3溶胶中分 散质带负电荷。
电泳： 在电场中，分散质粒子作定向移动，称为电泳。
胶粒带正电荷称为正溶胶,一般金属氢氧化物 的溶胶即为正溶胶。 胶粒带负电荷称为负溶胶,如：土壤、硫化物 、硅酸、金、银、硫等溶胶。
要掌握
三价离子>>二价离子>>一价离子
如：对于As2S3溶胶（负溶胶）的聚沉能力
AlCl3>CaCl2>NaCl
对于Fe(OH)3溶胶（正溶胶）的聚沉能力
K3[Fe(CN)6] >K2SO4>KCl
要掌握
要掌握
练习： 1. 将20ml 0.1mol / L的AgNO3与10ml
0.1mol / L的KI溶液混合。下列电解质中，对 AgI溶胶聚沉能力最强的是（ ）。
1、高分子化合物的分子量可达几百万，长 度可达几百纳米，但截面积只 相当于一个普 通分子大小。 2、是单个分子分散的单相体系，是真溶液， 溶解过程是自动的，也是可逆的，是热力学 的稳定体系。
3、无丁达尔效应因为高分子化合物分子中含 有大量的亲水基团(-OH， -COOH、-NH2 )， 溶剂化作用强，溶质与溶剂间无界面。
液体的表面张力资料ppt课件
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2.液体表面层分子的分布特点 (1)液体内部分子的分布特点:液体内部的任何一个分子都会 受到邻近分子的引力和斥力,分子斥力作用的距离极小,分
子引力的作用距离相对较大,每个分子与最邻近的分子引
力和斥力相抵消,而较远处分子对这个分子的作用表现为 大小不等的引力,可以认为分子受到周围间隔数个分子的 吸引力,在液体内部的分子被其它分子包围,在各个方向上 受到邻近分子的引力是相等的,引力的合力为零.
B.分子的分布比液体内部密,分子间的作用力表现为斥力
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2.表面张力及其微观解释 一个薄层 (1)液体的表面层:液体与气体接触的表面存在的__________.
吸引 的力. (2)表面张力:液体表面层各部分间相互______
稀疏 即表面层分子 (3)产生原因:表面层分子的分布比内部______, 大 间距离比液体内部分子间的距离__________.
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c.液体的流动性:液体分子间距离小,分子密集在一起,液体分 子主要表现为在平衡位置附近做微小振动,但是,液体分子 没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体内移动,不 能形成特定的形状,这是液体具有流动性的原因. d.液体的扩散特点:液体中的扩散现象是由液体分子的运动产 生的.液体分子的移动比固体分子的移动要容易的多,所以 液体扩散比固体的扩散要快.
第三章 液体 第一节 液体的表面张力
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1.液体表面的收缩趋势 (1)液体的表面现象 小昆虫能在水面上跑来跑去,或停在水面上而不陷入水中;轻 浮 在水面上.仔细 放在水面上的钢针或硬币也能__________ 观察后发现,钢针或硬币被水面托住时,与它们接触的液面 橡皮膜 稍有弯曲,像压在张紧的______________上一样,这时液 支持力 面给了钢针或小物体向上的______________ 作用. 自由下落过程中的小液滴,或植物叶面上的小露珠也都呈现
第三章 第4节 液体的表面张力
第4节液体的表面张力一、液体的微观结构1．分子距离：液体不易被压缩，表明液体分子之间的距离很小。
2．液体具有流动性：液体不像固体那样具有一定的形状，而且液体能够流动。
3．分子力：液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要小。
二、液体的表面张力1．概念：液体的表面就像紧绷着的橡皮膜，它有着一种收缩的趋势。
液体表面存在的这种收缩力叫做表面张力。
2．特点：使液体的表面积趋向最小。
3．成因：在液体的表面层分子间距较大，分子间表现为引力。
[特别提醒]液体的宏观特性及现象都是由分子的微观结构决定的，因此，在解决有关液体问题时，要从分子的微观结构特点着手分析。
1．判断：(1)荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液面扩张的结果。
()(2)液体表面张力形成的原因是液体表面层的分子分布比内部密集。
()(3)表面层中分子力表现为引力。
()答案：(1)×(2)×(3)√2．思考：分析小液珠均为球型的原因。
提示：液体的表面张力有使液体表面积收缩到最小的趋势，而在体积相同的情况下，球的表面积最小，故均为球形。
1.规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成。
液体由大量的这种暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着，因而液体表现出各向同性。
2．液体具有一定的体积：液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子密集在一起，相互作用力大，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，所以液体具有一定的体积，不容易被压缩。
3．液体分子间的距离小，相互作用力很大，液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动。
但液体分子没有长期固定的平衡位置，在一个平衡位置附近振动一小段时间以后，又转移到另一个平衡位置附近去振动，即液体分子可以在液体中移动，没有一定的形状，这就是液体具有流动性的原因。
液体中的扩散现象是由液体分子运动产生的。
分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快。
新人教版八年级物理上册第三章第三节知识点
人教版八年级物理上册第三章第3节汽化与液化第一部分：知识点一、基本概念：1、汽化：物质从液态变为气态叫汽化。
①蒸发A、定义：液体在任何温度下都能发生的，并且只在液体表面发生的汽化现象叫蒸发。
B、影响因素：⑴液体的温度；⑵液体的表面积；⑶液体表面空气的流动。
C、作用：蒸发吸热（吸外界或自身的热量），具有制冷作用。
②沸腾A、定义：在一定温度下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
B、沸点：液体沸腾时的温度。
C、沸腾条件：⑴达到沸点；⑵继续吸热。
D、沸点与气压的关系：一切液体的沸点都是气压减小时降低，气压增大时升高。
2、液化：物质从气态变为液态叫液化。
①方法：⑴降低温度；⑵压缩体积。
②好处：体积缩小便于运输。
③作用：液化放热。
二、重、难点重点：通过探究活动了解液体沸腾时的特征和影响蒸发快慢的因素。
难点：1、指导学生通过对实验的观察、分析概括和表述，总结出沸腾的特点，并对生活中蒸发现象的观察、分析得出影响蒸发快慢的因素。
2、对液化的理解。
三、知识点归纳及解题技巧蒸发、沸腾异同比较表项目蒸发沸腾不同点1、任何温度下；2、缓慢的；3、只在液体表面；4、液体蒸发时要吸热，温度上升。
1、在一定的温度（沸点）下；2、剧烈的；3、在液体表面和内部；4、液体沸腾时要吸热，温度不变。
相同点1、都是汽化现象；2、都要吸热。
水的沸腾水在沸腾前水在沸腾后气泡由大变小由小变大温度逐渐升高保持不变声音大小四、知识拓展电冰箱的制冷过程氟利昂是一种既容易液化又容易汽化的物质。
液态的氟利昂经过很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子，在这里汽化、吸热，使冰箱内温度降低。
之后，生成的蒸汽又被压缩机压入冷凝器，在这里液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出。
氟利昂这样循环流动，相当于热的“搬运工”，冰箱冷冻室里就可以保持向当地的温度。
第二部分：相关中考题及解析1、（2012•肇庆）如图所示，烧瓶中的水加热至沸腾后移开酒精灯，下列说法：①用注射器往瓶内打气，水继续沸腾；②用注射器往瓶内打气，水停止沸腾；③用注射器往瓶外抽气，水继续沸腾；④用注射器往瓶外抽气，水停止沸腾，上述说法正确的是（）A．①③B．①④C．②③D．②④解析：（1）液体沸腾的条件是：液体温度达到沸点，液体继续吸热，液体沸腾时温度保持不变；（2）液体的沸点与气体的压强有关，压强越大，液体沸点越高，压强越小，液体沸点越低，减小压强液体沸点降低。
2020-2021学年教科版选修3-3 第三章 4. 液体的表面张力 教案(1)
任课教师授课年级授课日期教学课题：液体的表面张力教学目标：一、知识与技能1、通过分组实验和，观察液体的表面张力现象；2、知道液体的表面张力的概念；3、能从微观角度解释表面张力的产生原因。
二、过程与方法1、通过液体表面张力现象的实验探究，体会科学探究的方法；2、通过解释宏观的表面张力现象，体会运用微观的分子动理论解决问题的方法；三、情感态度价值观1、通过对生活现象深入观察和思考，培养学生良好的学习习惯；2、通过研究型实验，培养学生的动手能力、勇于探究的科学精神和形成实事求是的科学素养。
3、通过微观和宏观的因果关系的探究和感受，感受物理世界存在的普适美。
教学方法：实验法、讨论法、讲授法教学重点：一、液体表面张力的概念;二、液体表面张力的产生原因教学难点：液体表面张力的产生原因课时：一课时教学用具：多媒体、硬币、回形针、水、特制表面张力液体、各种形状的金属丝等教学过程教师活动学生活动设计意图一、【课程导入】：课前小实验：硬币上的水把一元枚硬币平放在桌面上，用滴管往上滴水。
可以滴几十滴而水不流下来。
最后，水滴会聚集成拱起来的水膜。
问：上课之前，我们先一起做一个小实验。
在桌上放一枚一元硬币，用滴管往上滴水。
大家猜想一下，在保证水不从硬币上流下来的情况下，可以滴大约多少滴？答：3、4滴吧。
问：那我们现在一起来做一下这个实验。
（学生实验）问：同学们，可以滴多少滴？答：40滴！问：比你想的多了十倍！回顾一下，在水流下来之前，滴上去的水在硬币上呈现怎样的形态？学生思考学生分组做硬币滴水小实验趣味引入，通过对两个实验的对比，激发学生的求知欲，引起学生的思考，引入新课分组实验，提高动手能力，培养团队合作意识，感受问题与知识的形成过程把水换成加了洗手液的水，能滴的水滴数大大减少。
二、【现象分析】露珠是球形的；肥皂泡也是球形的。
三、【视频实验】观看老师的实验视频，思考其中物理原因。
四、【概念感知】1、如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力是引力，它的作用是使液体表面绷紧，所以叫液体的表面张力。
第三章表面张力及表面能
• 2 × 0.01 m × 0.072 Jm−2 = 1.44 × 10−3N
That corresponds to a weight of 0.15 g.
How can we interpret the concept of surface tension on the molecular level?
For molecules it is energetically favorable to be surrounded by other molecules. Molecules attract each other by different interactions such as van der Waals forces or hydrogen bonds.
乙醚
甲醇 乙醇 硝基苯 苯 苯 甲苯 四氯化 碳
25
20 20 20 20 30 20 220.1422.50 22.39 43.35 28.22 27.56 28.52 26.76
一些油水界面张力（20℃）
界面 界面张力(mN/m) 界面 界面张力(mN/m)
苯－水
35.0
正辛醇－水
8.5
四氯化碳－水
一些液体的表面张力
液体 全氟戊 烷 温度／ ℃ 20 表面张力 (mN/m) 9.89 液体 三氟甲 烷 温度 /℃ 25 表面张力 (mN/m) 26.67
全氟庚 烷
全氟环 己烷 正己烷 正庚烷 正辛烷 水 水 水
20
20 20 20 20 20 25 30
13.19
15.70 18.43 20.30 21.8 72.8 72.0 71.2
AS 4 r 2 4 4 / 3 cm2 4.84 104 cm2
人教版物理八年级第三章第三节汽化和液化 第四节 升华和凝华 课件(共34张PPT)
例：
探究蒸发快慢与液体的温度的两幅图：AC 探究蒸发快慢与液体表面积的两幅图：AB
探究蒸发快慢与液体上方空气流速的两幅图
AD
取两支温度计，先观察它们的示数。然后在其中一支温度计的玻璃泡上用浸 了酒精的棉花抹湿，再观察两支温度计的示数变化情况。 酒精蒸发时要从温度计的玻璃泡上吸收热量，使温度计示数下降。
酒精擦在手上，手为什么会感觉到冷？ 酒精蒸发，需要吸收热量
液体在蒸发过程中吸热，致使它依附的 物体温度下降--蒸发制冷
控制变量法：物理学中对于多变量的问题，常常 采用控制变量的方法，把多变量的问题变成多个 单变量的问题，控制其他变量不变而只改变其中 的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响。
物质由液态变为气态的过程叫做 汽化（吸热）。
三、进行实验
90 93 97 99 100 100 100
温度/℃
105
100
95
90
0
5
15
时间/min
实验现象
1.沸腾前气泡由大变小， 吸热，温度升高。 沸腾时气泡由小变大， 吸热，温度不变。 2.停止加热，不再沸腾。
温度
实验结论
液体沸腾时都有确 定的温度，沸点。
沸腾条件：达到沸点，1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
分析表中数据可知，水的沸点是___9_8____℃。水沸腾时需要___吸_____热，水沸腾时的温度特点是 __保__持__不__变____。 （3）水沸腾时烧杯上方出现了大量“白气”，“白气”的形成经过的物态变化是__液__化__。 （4）某组同学在相同条件下，用不同质量的水进行了两次实验，得到如图乙所示的温度－时间图象， 根据图象可知，用较多的水进行实验得到的是____b____（选填“a”或“b” ）图线。
探究蒸发快慢与液体的温度的两幅图：AC 探究蒸发快慢与液体表面积的两幅图：AB
探究蒸发快慢与液体上方空气流速的两幅图
AD
取两支温度计，先观察它们的示数。然后在其中一支温度计的玻璃泡上用浸 了酒精的棉花抹湿，再观察两支温度计的示数变化情况。 酒精蒸发时要从温度计的玻璃泡上吸收热量，使温度计示数下降。
酒精擦在手上，手为什么会感觉到冷？ 酒精蒸发，需要吸收热量
液体在蒸发过程中吸热，致使它依附的 物体温度下降--蒸发制冷
控制变量法：物理学中对于多变量的问题，常常 采用控制变量的方法，把多变量的问题变成多个 单变量的问题，控制其他变量不变而只改变其中 的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响。
物质由液态变为气态的过程叫做 汽化（吸热）。
三、进行实验
90 93 97 99 100 100 100
温度/℃
105
100
95
90
0
5
15
时间/min
实验现象
1.沸腾前气泡由大变小， 吸热，温度升高。 沸腾时气泡由小变大， 吸热，温度不变。 2.停止加热，不再沸腾。
温度
实验结论
液体沸腾时都有确 定的温度，沸点。
沸腾条件：达到沸点，1
2
3
4
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温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
分析表中数据可知，水的沸点是___9_8____℃。水沸腾时需要___吸_____热，水沸腾时的温度特点是 __保__持__不__变____。 （3）水沸腾时烧杯上方出现了大量“白气”，“白气”的形成经过的物态变化是__液__化__。 （4）某组同学在相同条件下，用不同质量的水进行了两次实验，得到如图乙所示的温度－时间图象， 根据图象可知，用较多的水进行实验得到的是____b____（选填“a”或“b” ）图线。
人教版,八年级物理第三章第三节汽化和液化
表一：几种液体的沸点(℃) 表二：几种固体的熔点(℃)
水银
甲苯
酒精
水银 357 甲苯 111 水 100 酒精 78.5 铅 锡 固态水 固态甲 酒精 银 苯
都是汽化现象，都吸热 只在液体表面进行 表面和内部同时进行
不 同 点
剧烈程度 温度条件
缓慢，平和
剧烈
在任何温度下均可发 生
达到一定温度时才能 发生
一、填空：
１.物质从（ ）态变成( )态的现象叫汽化;从( )态变成( )态的现象叫液化.蒸发和( )是汽化 气 的两种方式.
２.液体沸腾的条件为: （ ）． ）和（
服 / 务 /教 /师
免 /费 / 馈 /赠
服 /务 /教 /师
免 /费 /馈 /赠
3．无论是盛夏还是寒冬，在装有空调的汽车玻璃 窗上常附有小水珠，小水珠是水蒸气液化 形成 的，夏天，水珠常常出现在车窗 外侧（选填“内侧”、“外侧”或“内、外 的 侧”）。冬天，水珠常常出现在车窗的 内侧 （选填“内侧”、“外侧”或“内、外 侧”）
雾
三、液化
液化：物质由气态变为液态
用嘴对准自己的双手呵气，几秒 钟后手有何感觉？
液化时气体会放出热量
三、液化
被水蒸气烫伤比被开水烫伤严 重，你知道什么原因吗？
因为水蒸气要多一个液化放热过程。
仔细观察，你会发现烧水时，在最靠近 壶嘴的地方反而不出现“白气”，为什么？
三、液化
液化的两种方式：降低温度、压缩体积
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 „
90 沸腾前： 沸腾时：
时间/min
温度/℃
0
1
2
3
4
5
100
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解：设球形泡内部压强先后分别为 P1，P2，由于泡内气体在等温情况下，半径变为原来的
二倍，则V2 8V1 即 P1 8P2 。
设周围大气压强为 P 时，才可能使泡的半径增加为 2.0×10-2m，则根据附加压公式：
P1
1.136
103
4 R1
4 P2 P R2
P1 8P2
解：由于管内气压比大气压大，所以在密封玻璃管内水银上升；根据压强平衡
P内
2 cos r
gh
P0
P0 P内 30 102 Pa
h 1.7cm
3.7 一株高 5m 的树，外层木质管子(树液输管)为均匀毛细管，半径为 2×10-4mm；设树液的 表面张力系数α＝0.05N.m-1，接触角为 45°，问树的根部最小压强为多少，才能使树液上升 到树的顶端(树液的密度近似取水的密度)？
即： P1R13 P2R23
而由气体附加压强可得，
2 p1 p0 gh R1
2 p2 p0 R2
根据以上等式可得： R2= 3.10 半径为 1.0×10-2m 的球形泡压强为 1.136×103Pa 的大气中吹成，如泡膜的表面张力系数α ＝5.0×10-2N.m-1，问周围大气压强为多大，才可能使泡的半径增加为 2.0×10-2m？设这种变化 是在等温情况下进行的。
解：插入水中半径的玻璃毛细管水上升的高度 h
2 cos gr
2 7.3102 1.0 103 9.8r
插入水中半径的玻璃毛细管水上升的高度 h 2 cos 2 4.7 101 gr 13.6 103 9.8r
3.15 移液管中有 1ml 农用杀虫药物，其密度为ρ水=0.095×103kg·m-3，今令其从移液管中缓慢 滴出，共分 30 滴全部滴完。经过测定，已知药物将要下落时，其颈部的直径为 0.189cm， 求药液的表面张力系数。
2 P0 R
1.0135105 Pa
3.18 将一充满水银的气压计下端浸在宽大盛水银的容器中，读数为 95×104Pa，(1)求水银的 高度；(2)考虑到毛细现象，真正的大气压强为多大？一只毛细管的直径为 d=2.0×10-3m，接 触角θ＝π，α水银=4.9×10-1N·m-1。
解：(1)由已知可得 gh 9.5 105 ，则水银的高度 h 0.71m
第三章 液体的表面现象
3.1 一矩形框被可移动的横杆分成两部分，这两部分分别蒙以表面张力系数位 40×10-3 和 70×10-3N.m-1 的液膜，横杆与框的一边平行，长度位 0.1m，求横杆所受的力。
解：根据液体表面张力 F=αL，得出横杆所受的力： F＝(α1－α2)L=(70×10-3－40×10-3) ×0.1=3×10-3N
B
PA P0
PB
P0
2 R
2 PC P0 R gh
PD PC
D C
图3.12 题3.3图
3.4 等温的吹出一个直径 d=5.0×10-2m 的肥皂泡需做多少功？这是肥皂泡内外压强差是多少 (肥皂泡的表面张力系数为α＝2.5×10-2N.m-1)
解：吹出一个直径 d=5.0×10-2m 的肥皂泡需做的功为：
解：由已知可知 m 4 R3 ，则油的半径为 R 1.74 103 m 。 3
设小油滴的半径为 r，则 4 R3 n 4 r3
3
3
R3 n r3
由 W 可知， S
W (n4r 2 4R2 ) 4R2 ( R 1) r
0.24
4 3.14 0.018 (1.74 103)2
解：根据毛细现象，水上升的高度为 h 2 cos gr
而水柱的重量 G
gh
2 cos r
2 7.3102 105
1.46 104 N
3.14 在插入水中半径的玻璃毛细管内，水上升多高？如果由插入水银中，同样管径的管内 水银 面 下 降 多 少 ？ ( 已知 α 水 =7.3×10-2N·m-1 ， α 银 =4.7×10-1N·m-1 ， ρ 水 =1.0×103kg·m-3 ， ρ 水银 =13.6×103kg·m-3)
2.0 103
1)
2.7 102J
3.9 深为 2m 的水池底部产生直径为 d=5.0×10-5m 的气泡，等温的上升到水面上时，直径是 多大？水的表面张力系数为α＝7.3×10-2N.m-1。
解：设在水池底部气泡内的压强为 P1，半径为 R1，上升到水面上气泡内的压强为 P2，半径
为 R2，由于等温上升到水面，所以内部气体遵循气体状态方程 P1V1 P2V2
解：由毛细现象可得液体上升的高度 h
2 cos gr
，设水上升的高度为 h1，酒精上升高度
为 h2，根据已知可得出：
h1
21 1gr
h2
2 2 2gr
即
h2
1 2 21
h1
30.9mm
3.13 水的表面张力系数为α=7.3×10-2N·m-1。求在半径为 0.01mm 毛细管中，由于表面张力 而能支持水柱的重量。
mg d gh r2
mg d 0.2 103 9.8 7.3102 3.14 2 0.14 102
h g r2
1.0103 9.8 3.14 (0.14102 )2
1cm
3.2 一个毛细管，水能在管内升高到 h ，假如把这个毛细管插入水中，露出水面的高度为 h/2，你能不能由此得到人造喷泉，为什么？水在管中上升的高度是多少，这时接触角是多 大？
解：得不到人造喷泉。
3.3 如图 3.12，半径为 r 的毛细管插入水中，图中 A、B、C、D 各点的压强是多少？
A
解：从图中我们可以看出：
解：由表面张力与重力平衡可得出： G D ，其中 G 为一滴水滴的重力。所以，
V D 30
V 30D
0.095 103 106 30 3.14 0.189 102
5.34 104 N / m
3.16 水和油边界的表面张力系数α=18×10-3N·m-1，为了使 0.2×10-3kg 质量的油在水内散步成 小油滴(当作球形)，需作功 24×10-2J，问小油滴的半径多大？散布过程可以认为是等温的， 油的密度ρ=900kg·m-3。
的高度为 h ，由已知得： S1 4 r 2n , S2 50km2
释放的能量为 E S (S1 S2 )
依质量守恒得
4 3
r3
n
S2
h
即 n 3S2h 4 r 3
故
E
3h S2 ( r
1)
7.3 102
3 50 103 50(
由此得出， P 1.345102 Pa
3.11 一个半径为 5cm 的金属圆环，从液体中刚能拉出时，测得在环的悬线上加 F=2.83×10-2N 的向上拉力，求该液体的表面张力系数(被拉出地液膜可视为很短地圆柱面)。
解：设该液体的表面张力系数为α，则在液体中刚能拉出时，表面张力和悬线上的拉力 F 平 衡，即：
(2)由于毛细现象水银下降的高度为 h
2 cos gr
2 0.49
13.6 103 9.8 103
0.007m
所以真正大气压 P 9.5 105 gh 9.6 105 Pa
3.19 一根横截面是圆形的管子，外半径是 0.14cm，一端封闭，在管的封闭端加以重物，并 使管的封闭端竖直向下地浮在水里。管和重物的总质量为 0.2g，如果接触角为零，问管的 封闭端低于水面多少？α水=7.3×10-2N·m-1。 解：由已知可得，管所受的重力、浮力以及水面给管的表面张力达到平衡达即
1.74 103 [
1]
r
则r
3.17 试计算直径为 2cm 的球形肥皂泡内气体的压强和球形肥皂泡内液体的压强(肥皂液的 α=2.5×10-2N·m-1)。
解：球形肥皂泡内气体的压强
内外压强差： P 4 R
P内
4 R
P0
1.014105 Pa
球形肥皂液滴内压强
P内 P0 PS
解：由接触角θ＝0，可得，
2 gh Ps R
d h
图3.13 R
3.6 一根内直径为 1.0mm 上端封口的玻璃管，竖直插入水银中，平衡后，管内气压比大气压
低 30×102Pa，求水银在管内变化的高度？接触角θ＝140°，α＝465×10-3N.m-1。
F d
F 2R
2.83 10 2 2 3.14 5 102
9.0 102 N / m
3.12 某灯芯能把水引到 80mm 的高度，问酒精在这灯芯中可以上升多高？水的表面张力系 数为α=73×10-3N·m-1，酒精的表面张力系数为α=22.3×10-3N·m-1，密度为 0.79×103kg·m-3，接 触角为 0º。
w S 2.5 102 2 4 ( d )2 3.92 104 J 2
肥皂泡内外压强差
P P0
4
R
2 2.5 102 2.5 102
4Pa
3.5 图 3.13，在水中平行而垂直地插入块间距为 0.5mm 玻璃板。求板间水面上升的高度？ 已知接触角θ＝0，水的α＝7.3×10-2N.m-1。
解：树液升到树顶的原因有两个：毛细现象和根部的压强。树液由于毛细现象上升的高度为 ：
2 cos
2 0.05 cos 45