粤教版 (2019)选择性必修 第三册第四节 液体的表面张力获奖课件ppt
展开知道表面张力产生的原因,懂得如何用微观分子动理论解释液体表面张力。知道毛细现象产生的原因,知道浸润与不浸润现象,知道用微观分子动理论对毛细现象的解释。通过液体表面张力及毛细现象的学习,认识液体的微观结构,进一步促进物质观、运动观与相互作用观等物理观念的形成。懂得思维方法的迁移,能从液体表面张力微观解释的方法中得到启发,理解浸润与不浸润的微观解释,从而知道产生毛细现象的原因。
在杯子中盛满清水。将曲别针一枚一枚依次放入杯中,比一比看谁放入的曲别针数量最多,而杯中的水不会溢出。你能解释这一现象吗?
1.把一条细棉线的两端系在铁丝环上,要使棉线处于略为松弛的状态。然后将铁丝环浸入肥皂液里,再拿出来时环上就留下了一层肥皂液的薄膜。这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破棉线某一侧的薄膜,观察薄膜和棉线发生的变化。
2.把一个棉线圈系在铁丝环上,使环上布满肥皂液的薄膜,这时膜上的棉线圈仍是松弛的。用烧热的针刺破棉线圈里的薄膜,观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化。实验说明液体表面有什么性质?
在液体内部,分子间平均距离r略小于r0,分子间的作用力表现为斥力;在表面层,分子比较稀疏,分子间距离r略大于r0,分子间的作用力表现为引力。
3. 张力的作用效果:
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张紧,所以叫做液体的表面张力。
在体积相等的各种形状中,球形体积最小,露珠和小水银滴都要收缩成球形
使液面具有收缩的趋势。
点拨: 表面张力的作用是使液面收缩,而在体积相同的各种形状中,球形表面积最小,故表面张力要使液滴收缩成球形,但由于重力作用,液滴会呈椭球形,因液滴越小,重力的影响越小,故液滴越小,形状就越接近球形.如果完全消除重力的影响,如处在完全失重状态的宇宙飞船中,再大的液滴也会收缩成规则的球形.
思考:1.为什么有了表面张力,液滴就有了呈球形的趋势?为什么液滴越小,形状就越接近球形?
2.蛛网上的水珠为何呈球状?
点拨:表面张力会使液面收缩,使其收缩到表面积最小。
3.弯成弧形的棉线所受张力的方向怎样?
点拨: 表面张力的作用是使液体表面形成一层薄膜,液面对回形针的作用其实是这层膜对它有作用
4.液面对回形针和缝衣针的作用是液体的表面张力吗?
液体与固体的接触面有扩张的趋势,液体会附着在固体上的现象。
水银浸润铅,不浸润玻璃
水浸润玻璃,不浸润蜂蜡或石蜡
液体与固体的接触面有收缩的趋势,液体不会附着在固体上的现象。
3. 浸润和不浸润形成原因
浸润与不浸润现象是分子力作用的表现。当液体与固体接触时,在接触处形成一个液体薄层,叫做附着层
附着层里的分子既受到固体分子的吸引,又受到液体内部分子的吸引
附着层里的分子受到的固体分子的吸引相当强,附着层里的分子就比液体内部密,在附着层里就出现液体分子相互排斥的力,这时跟固体接触的液体表面有扩张的趋势,产生浸润现象。
附着层里的分子受到的固体分子的吸引比较弱,附着层里的分子就比液体内部稀疏,在附着层里就出现跟表面张力相似的收缩力,这时跟固体接触的液体表面有收缩的趋势,形成不浸润现象。
特别提醒:浸润和不浸润是发生在两种材料(液体与固体)之间的,与这两种物质的性质都有关系,不能单说哪一种材料浸润或不浸润。例如:水能浸润玻璃,但不能浸润石蜡;水银不能浸润玻璃,但能浸润铅。
浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降,我们将这种现象称为毛细现象
5.毛细现象的产生原因
毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系
如右图是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为液体的表面张力的作用,液体会受到向上的作用力,因而管内液面要比管外高。
如右图不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到向下的力,因而管内液面比管外低 。
特别提醒:毛细现象是浸润和表面张力共同作用而形成的结果;浸润时表面张力产生的附加压强指向液体外,不浸润时产生的附加压强指向液体内。
一、液体的表面张力:表面层特点决定
1.什么是浸润和不浸润现象2.浸润和不浸润现象产生的原因3.什么是毛细现象4.毛细现象产生的原因
1.[多选]关于液体的表面张力,下列说法中正确的是( )A.表面张力是液体各部分间的相互作用B.液体表面层分子分布比液体内部稀疏,分子间相互作用表现为引力C.表面张力的方向总是垂直于液面,指向液体内部的D.表面张力的方向总是与液面相切
【解析】 A错:表面张力是液体表面层分子间的相互作用,而不是液体各部分间的相互作用。B对:与气体接触的液体表面层的分子间距离大于分子的平衡距离r0,分子力表现为引力,即存在表面张力。C错,D对:表面张力使液体表面有收缩的趋势,它的方向跟液面相切。
2.[多选]下列说法正确的是( )A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面上,这是水表面存在表面张力的缘故B.在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体内分子间有相互吸引力C.将玻璃管的裂口放在火上烧,它的尖端就变圆,是熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面要收缩到最小的缘故D.漂浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是油滴液体呈各向同性的缘故
3.[多选]如果某液体对某种固体是浸润的,当该液体装在由这种固体物质做成的细管中时,下列说法正确的是( )A.附着层里分子的密度大于液体内部分子的密度B.附着层分子的作用力表现为引力C.管中的液面一定是凹形的D.液面跟固体接触的面积有扩大的趋势
解析:当某液体对某种固体是浸润时,则该液体附着层分子表现为斥力,附着层内分子间距小于液体内部分子间距,附着层内分子密度大于液体内部分子的密度,液面是凹形的,液面跟固体接触的面积有扩大的趋势。
4.某液体在器壁附近的液面会发生弯曲,如图所示,对比有下列几种解释,其中正确的是( )A.表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部密B.表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏C.附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏D.附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部密
解析:A错,B对:液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力。C错:附着层Ⅰ内分子与容器壁间分子引力大于内部液体分子引力,附着层分子距离小,密度大。D错:附着层Ⅱ内分子与容器壁间吸引力小于内部液体分子引力,附着层分子距离大。
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