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文档简介
液体的表面性质液体的表面性质1液体的性质与其微观结构有关液体具有一定的体积,不易压缩。液体分子间距较气体小了一个数量级,为10-10
m,分子排列较紧密,分子间作用力较大,其热运动与固体相似,主要在平衡位置附近作微小振动。液体没有一定形状,并具有流动性。这是由于液体分子振动的平衡位置不固定,是近程有序,即在很小范围内在一短暂时间里保持一定的规则性。概述
由于液体分子间距小,分子间相互作用力较大,当液体与气体、固体接触时,交界处由于分子力作用而产生一系列特殊现象,即:液体表面现象。液体的性质与其微观结构有关液体具有一定的体积,不易压缩。第一节液体的表面张力一、表面张力1.现象:说明:液面上存在沿表面的收缩力作用,这种力只存在于液体表面。 (2)液面像紧绷的橡皮膜具有弹性。
(1)液面有收缩到最小的趋势;2.表面张力(1)表面层:在液体与气体交界面,厚度等于分子有效作用半径R的一层液体。(2)表面张力:液体的表面层中有一种使液面尽可能收缩成最小的宏观张力。第一节液体的表面张力一、表面张力1.现象:说明:液面上存在①从分子运动论观点说明分子作用球: 在液体内部任取一分子A,以A为球心,以分子有效作用半径R为半径作一球,称为分子作用球。球外分子对A无作用力,球内分子对A的作用力对称分布,合力为零。(3)表面张力产生的原因①从分子运动论观点说明分子作用球: 在液体内部任取一分子A
从表面层中任取一分子B,其受合力与液面垂直,指向液内,这使得表面层内的分子与液体内部的分子不同,都受一个指向液体内部的合力。 在这些力作用下,液体表面的分子有被拉进液体内部的趋势。在宏观上就表现为液体表面有收缩的趋势。
从表面层中任取一分子B,其受合力与液面垂直,指向任何系统的势能越小越稳定,所以表面层内的分子有尽量挤入液体内部的趋势,即液面有收缩的趋势,这种趋势在宏观上就表现为液体的表面张力。表面张力是宏观力,与液面相切;f⊥是微观力,与液面垂直。②从能量观点来分析把分子从液体内部移到表面层,需克服f⊥
作功;外力作功,分子势能增加,即表面层内分子的势能比液体内部分子的势能大,表面层为高势能区;各个分子势能增量的总和称为表面能,用E
表示。任何系统的势能越小越稳定,所以表面层内的分子有尽
我们想象在液面上画一条直线段,线段两侧液面均有收缩的趋势,即有表面张力作用,该力与液面相切,与线段垂直,指向各自的一方,分别用f和f′表示,这恰为一对作用力与反作用力,f=-f′。(4)表面张力系数
α为表面张力系数,数值上等于单位长度直线段两侧液面的表面张力,单位:N/m。
由于线段上各点均有表面张力作用,线段越长,则合力越大。设线段长为l,则:f=αl。我们想象在液面上画一条直线段,线段两侧液面均如图所示,铁丝框上挂有液膜,表面张力系数为α,将AB边无摩擦、匀速、等温地右移△x,在AB边上加的力为:F=2αl,则在这个过程中外力F所做的功为:其中△S=2l△x,是AB
向右移动过程中液面面积的增量。外力克服分子间引力做功,表面能增加,若用△E
表示表面能增量,则:表面张力系数在数值上等于增加单位液体表面积时,外力所需做的功,或增加单位液体表面积时,表面能的增加。(5)表面张力系数与表面能增量如图所示,铁丝框上挂有液膜,表面张力系数为α,将AB边无摩擦与液体的性质有关: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。(P69
表4-1)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。(6)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二、表面张力系数的测定(液滴测定法)ABd质量为m的待测液体吸入移液管,由管口下端缓慢流出,形成袋状水滴。当表面张力不足以支持重力时,水滴下落,则:W=f二、表面张力系数的测定(液滴测定法)ABd质量为m的待测液体第二节弯曲液面的附加压强自然界中有许多情况下液面是弯曲的,弯曲液面内外存在一压强差,称为附加压强,用Ps表示。附加压强是由于表面张力存在而产生的。一:附加压强的产生1.平液面在液体表面上取一小面积△S,由于液面水平,表面张力沿水平方向,△S平衡时,其边界表面张力相互抵消,△S内外压强相等:第二节弯曲液面的附加压强自然界中有许多情况2.液面弯曲1)凸液面时,如图周界上表面张力沿切线方向,合力指向液面内,好象紧压在液体上,使液体受一附加压强,由力平衡条件,液面下液体的压强:sDsDspsppp+=0sp为正附加压强与外部压强相同为正,相反为负。2.液面弯曲1)凸液面时,如图周界上表面张力沿切线方2)凹液面时,如图周界上表面张力的合力指向外部,如好象被拉出,液面内部压强小于外部压强,液面下压强:sDsDsppp-=0sppp-=0sp为负总之:附加压强使弯曲液面内外压强不等,与液面曲率中心同侧的压强恒大于另一侧,附加压强方向恒指向曲率中心2)凹液面时,如图周界上表面张力的合力指向外部,二、球形液面附加压强df如图球形液面上的一小液面,在周界上取一线元dl,作用在dl上的表面张力dldfa=力的方向垂直dl且与球面相切。将df分解为半径r垂直和平行的两个分力dfcoRjjdl//^dfdfr//df与^jajjajsinsincoscos//dldfdfdldfdf====^二、球形液面附加压强df如图球形液面上的一小液面,在周界上取由圆对称性,在圆周界上的其他线元上,作用着同样大小的表面张力,这些力的水平分力相互抵消,垂直分力方向相同,合力为:coRjjdl//^dfdfr由圆对称性,在圆周界上的其他线元上,作用着同样大小的表面张力附加压强——拉普拉斯球面附加压强公式球形液面附加压强与表面张力系数成正比,与球面半径R成反比。半径越小,附加压强越大;半径越大,附加压强越小;半径无限大时,附加压强等于零,这正是水平液面的情况。举例:土壤颗粒粘合附加压强——拉普拉斯球面附加压强公式举例:土壤颗粒粘合三.球形液膜内、外压强差如图,由于球形液膜很薄,内外膜半径近似相等,设A、B、C三点压强分别为PA
、PB、PC,则:膜内压强大于膜外压强,并与半径成反比。举例三.球形液膜内、外压强差如图,由于球形液膜很薄,内外膜半径3.动物肺泡的活动:吸气时R(内外压强差)不利于下一步呼气;表面活性物质浓度(内外压强差),利于下一步呼气。呼气时,R(内外压强差)不利于下一步吸气;表面活性物质浓度(内外压强差)利于下一步吸气。3.动物肺泡的活动:第三节润湿和不润湿毛细现象
润湿:液体沿固体表面延展的现象,称液体润湿固体。一、润湿与不润湿1.定义不润湿:液体在固体表面上收缩的现象,称液体不润湿固体。
润湿、不润湿与相互接触的液体、固体的性质有关。第三节润湿和不润湿毛细现象润湿:液体沿固体表面延展在液体与固体接触面的边界处任取一点,作液体表面及固体表面的切线,这两切线通过液体内部的夹角称接触角
,用θ表示。
2.接触角⑴⑵在液体与固体接触面的边界处任取一点,作液体表面内聚力:附着层内分子所受液体分子引力之和。3.微观解释润湿、不润湿是由于分子力不对称而引起。附着力:附着层内分子所受固体分子引力之和。附着层:在固体与液体接触处,厚度等于液体或固体分子有效作用半径(以大者为准)的一层液体。内聚力:附着层内分子所受液体分子引力之和。3.(2)当f附<f内,A分子所受合力f垂直于附着层指向液体内部,液体内部分子势能小于附着层中分子势能,附着层中分子尽量挤进液体内部,使附着层收缩,宏观上表现为液体不润湿固体。(1)当f附>f内,A分子所受合力f垂直于附着层指向固体,液体内部分子势能大于附着层中分子势能,液体内的分子尽量挤进附着层,使附着层扩展,宏观上表现为液体润湿固体。(2)当f附<f内,A分子所受合力f垂直于附着二、毛细现象2.管内液面上升(或下降)的高度1.毛细现象润湿管壁的液体在细管里升高,不润湿管壁的液体在细管里下降的现象。(1)液体润湿管壁毛细管刚插入水中时,管内液面为凹液面,PC=P0,PB<P0,B、C
为等高点,但PB<PC
,所以液体不能静止,管内液面将上升,直至PB=PC为止,此时:原因:表面张力及润湿、不润湿。细管称毛细管。二、毛细现象2.管内液面上升(或下降)的高度1.毛细现象润(2)液体不润湿管壁毛细管刚插入水银中时,管内液面为凸液面,PC=P0,PB>P0,B、C
为等高点,但PB
>PC
,所以液体不能静止,管内液面将下降,直至找到等压点为止,此时:(2)液体不润湿管壁毛细管刚插入水银中第四节悬着水和气体栓塞现象
水沿土壤颗粒间隙形成的毛细管上升,叫毛细管上升水。土壤中的毛细管起着分配、保持土壤中的水分作用。土壤毛细管中存在的水叫悬着水,其在土壤毛细管中能保持的原因是:一、悬着水当土壤温度变化时,悬着水两端温度不同,温度高的一端α值减小,导致该端Ps减小,使悬着水向温度低处移动。第四节悬着水和气体栓塞现象水沿土壤颗粒间举例:病人输液;潜水员由深水上浮;植物高温下枯萎。二、毛细管的气体栓塞现象如图,毛细管中有一段液体,液体左右两端压强相等,形成对称的弯液面,欲使液柱向右移动,则在左侧加一压强△P,这时两侧液面形状改变,右侧曲率半径增大,左侧曲率半径减小,产生向左的附加压强差来抵抗△P,当△P达到一定程度时,液柱才能移动。当毛细管中有很多气泡,则外加几个大气压都不能使液柱移动,形成栓塞,称气体栓塞现象。举例:病人输液;潜水员由深水上浮;植物高温下枯萎。二、毛细第五节弯曲液面上的饱和蒸汽压一、蒸发和凝结液体变成气体的过程称汽化过程。常温下的汽化过程称蒸发,其逆过程称凝结。从微观角度看,动能大的分子从液面逸出,设其分子数为n逸,从外面返回的分子数设为n回。第五节弯曲液面上的饱和蒸汽压一、蒸发和凝结二、弯曲液面上的饱和蒸汽压1.定性分析(1)微观分析
凹液面的分子逸出时所需做的功比平液面多,因为要克服斜线部分液体分子的引力做功。单位时间内逸出凹液面的分子数小于单位时间内逸出平液面的分子数,所以凹液面上的饱和蒸汽压小于平液面上的饱和蒸汽压。
凸液面的分子逸出时所需做的功比平液面少,因为不需要克服斜线部分液体分子的引力做功。单位时间内逸出凸液面的分子数大于单位时间内逸出平液面的分子数,所以凸液面上的饱和蒸汽压大于平液面上的饱和蒸汽压。二、弯曲液面上的饱和蒸汽压1.定性分析(1)微观分析(2)宏观分析2.定量分析设弯曲液面上的饱和蒸汽压为:平液面上的饱和蒸汽压为:(1)凹液面(2)宏观分析2.定量分析设弯曲液面上的饱和蒸汽压为:平(2)凸液面弯曲液面上的饱和蒸汽压:
凹液面:凸液面:(2)凸液面弯曲液面上的饱和蒸汽压:凹液面:凸液面:三、应用暖云冷云混合云水蒸气——凝结——雨3.熏烟防霜冻2.云1.人工降雨水蒸气——凝华——雪三、应用暖云冷云混合云水蒸气——凝结——雨3.熏烟防霜冻2.第六节渗透及其规律允许一些分子通过而阻止另一些分子通过的膜称半透膜。动、植物的细胞膜,动物的肠、膀胱等,都具有半透膜性质。细胞不断地与外界进行物质交换,称为细胞的通透性。细胞膜对物质的通透性最显著的特点是选择性——细胞最基本的生命活动之一。一、渗透作用1.细胞的通透性2.半透膜第六节渗透及其规律允许一些分子通过容器中间虚线为半透膜,它只允许溶剂分子通过,而不允许溶质分子通过。半透膜的左边为溶液,右边为纯溶剂。开始时左、右两边液面相平,由于右边的溶剂分子浓度大于左边的溶剂分子浓度,所以右边的溶剂分子将不断通过半透膜进入左边,经过一段时间达到平衡,左、右两边液面产生高度差。注意:这里的“浓度”是指非渗透分子的浓度,即溶质浓度。3.渗透作用
溶剂分子通过半透膜由低浓度区向高浓度区的扩散,称为渗透作用。容器中间虚线为半透膜,它只允许溶剂分子通过,而(3)单独存在的溶液没有渗透压,但有渗透趋势,一旦放入渗透计中,就表现出渗透压,所以用渗透压来量度溶液渗透趋势的强弱。二、渗透压(1)半透膜两侧溶剂之间的压强差称渗透压,用PS表示。PS是溶剂分子渗透的驱动力,也叫驱动压强。当左侧液面上加活塞,对活塞加压力,则渗透减弱。当活塞上的压强为PS时,渗透停止,由此可测渗透压PS。该装置称渗透计。(2)当活塞上的压强大于PS时,溶剂由溶液向纯溶剂方向渗透,称为反渗透。1.渗透压(3)单独存在的溶液没有渗透压,但有渗透趋势,一旦放入渗透计2.范托夫定律对于小分子稀溶液,利用理想气体压强公式类比研究。当两边液面稳定,即达到平衡时,设纯溶剂压强为P1,分子密度为n1
;溶液中的溶剂压强为P1′,分子密度为n1′;溶质压强为P2
。由于n1>n1′,则P1>P1′,根据渗透压的定义:当两边液面稳定时,半透膜两边的总压强相等,即:2.范托夫定律对于小分子稀溶液,利用理想气体压强公式类比研由于溶质分子不能通过半透膜,所以范托夫认为:稀溶液中的溶质分子,可视为在密闭容器中的理想气体,“溶质气体”遵循理想气体状态方程:溶液的渗透压只与溶液的温度及摩尔浓度有关,而与溶质的性质无关。适用范围:只适用于小分子溶质的稀溶液;对球形大分子稀溶液近似适用。由于溶质分子不能通过半透膜,所以范托夫认所以溶剂从低渗溶液流向高渗溶液。3.高渗溶液低渗溶液等渗溶液渗透也发生在半透膜隔开的两种不同浓度的溶液之间。只要半透膜两侧溶液的渗透压不相等,就会发生渗透作用。(1)渗透压PS高的溶液称为高渗溶液;(2)渗透压PS低的溶液称为低渗溶液。(3)半透膜两侧溶液的渗透压相等,则处于平衡态,两溶液称为等渗溶液。所以溶剂从低渗溶液流向高渗溶液。3.高渗溶液低渗溶液对范托夫定律的修正:称高分子稀溶液渗透压公式。比浓渗透压;分别叫第一、第二位力系数。影响位力系数的因素:大分子的形状及大小;溶剂性质。(1)溶质分子间作用力不能忽略;(2)溶质分子所占体积不能忽略。三、高分子溶液的渗透压对于溶质为线型大分子的稀溶液,其渗透压高于范托夫定律计算的结果,其原因是:对范托夫定律的修正:称高分子稀溶液渗透压公式。比浓渗透压;分四、渗透对生命活动的影响如枫树高h
=30m,根压:实际中枫树液的糖溶液浓度大于该值。春天,渗透压是枫树中水沿导管上升的主要原因;夏季,蒸腾作用旺盛,根压变小,水沿导管上升的主要原因:蒸腾拉力。1.植物中水分沿导管上升四、渗透对生命活动的影响如枫树高h=30m,根压:实透析管壁为半透膜,只允许小分子溶质通过。血液进入透析管,管外为高渗液(透析液),血液中有毒小分子物质通过透析管析出到透析液中,使血液净化。血液高渗液2.土壤溶液的渗透压对作物影响根部细胞中液体渗透压大于土壤中溶液渗透压时,作物正常生长;反之,作物吸水困难,无法生长。3.人工肾的基本原理透析管透析管壁为半透膜,只允许小分子溶质通过。血液进小结一、表面张力1.表面张力:f=αl
2.表面能:
二、弯曲液面的附加压强1.平液面:
2.凸液面:3.凹液面:4.单球形液面:5.球形液膜:小结一、表面张力1.表面张力:f=αl三、润湿与不润湿⑴⑵四、毛细现象(1)液体润湿管壁:(2)液体不润湿管壁:三、润湿与不润湿⑴⑵四、毛细现象(1)液体润湿管壁:(2)液五、弯曲液面上的饱和蒸汽压
(1)
凹液面:(2)凸液面:六、渗透及其规律1.半透膜2.渗透压2.范托夫定律:五、弯曲液面上的饱和蒸汽压(1)凹液面:(2)凸液面:
液体的表面性质液体的表面性质44液体的性质与其微观结构有关液体具有一定的体积,不易压缩。液体分子间距较气体小了一个数量级,为10-10
m,分子排列较紧密,分子间作用力较大,其热运动与固体相似,主要在平衡位置附近作微小振动。液体没有一定形状,并具有流动性。这是由于液体分子振动的平衡位置不固定,是近程有序,即在很小范围内在一短暂时间里保持一定的规则性。概述
由于液体分子间距小,分子间相互作用力较大,当液体与气体、固体接触时,交界处由于分子力作用而产生一系列特殊现象,即:液体表面现象。液体的性质与其微观结构有关液体具有一定的体积,不易压缩。第一节液体的表面张力一、表面张力1.现象:说明:液面上存在沿表面的收缩力作用,这种力只存在于液体表面。 (2)液面像紧绷的橡皮膜具有弹性。
(1)液面有收缩到最小的趋势;2.表面张力(1)表面层:在液体与气体交界面,厚度等于分子有效作用半径R的一层液体。(2)表面张力:液体的表面层中有一种使液面尽可能收缩成最小的宏观张力。第一节液体的表面张力一、表面张力1.现象:说明:液面上存在①从分子运动论观点说明分子作用球: 在液体内部任取一分子A,以A为球心,以分子有效作用半径R为半径作一球,称为分子作用球。球外分子对A无作用力,球内分子对A的作用力对称分布,合力为零。(3)表面张力产生的原因①从分子运动论观点说明分子作用球: 在液体内部任取一分子A
从表面层中任取一分子B,其受合力与液面垂直,指向液内,这使得表面层内的分子与液体内部的分子不同,都受一个指向液体内部的合力。 在这些力作用下,液体表面的分子有被拉进液体内部的趋势。在宏观上就表现为液体表面有收缩的趋势。
从表面层中任取一分子B,其受合力与液面垂直,指向任何系统的势能越小越稳定,所以表面层内的分子有尽量挤入液体内部的趋势,即液面有收缩的趋势,这种趋势在宏观上就表现为液体的表面张力。表面张力是宏观力,与液面相切;f⊥是微观力,与液面垂直。②从能量观点来分析把分子从液体内部移到表面层,需克服f⊥
作功;外力作功,分子势能增加,即表面层内分子的势能比液体内部分子的势能大,表面层为高势能区;各个分子势能增量的总和称为表面能,用E
表示。任何系统的势能越小越稳定,所以表面层内的分子有尽
我们想象在液面上画一条直线段,线段两侧液面均有收缩的趋势,即有表面张力作用,该力与液面相切,与线段垂直,指向各自的一方,分别用f和f′表示,这恰为一对作用力与反作用力,f=-f′。(4)表面张力系数
α为表面张力系数,数值上等于单位长度直线段两侧液面的表面张力,单位:N/m。
由于线段上各点均有表面张力作用,线段越长,则合力越大。设线段长为l,则:f=αl。我们想象在液面上画一条直线段,线段两侧液面均如图所示,铁丝框上挂有液膜,表面张力系数为α,将AB边无摩擦、匀速、等温地右移△x,在AB边上加的力为:F=2αl,则在这个过程中外力F所做的功为:其中△S=2l△x,是AB
向右移动过程中液面面积的增量。外力克服分子间引力做功,表面能增加,若用△E
表示表面能增量,则:表面张力系数在数值上等于增加单位液体表面积时,外力所需做的功,或增加单位液体表面积时,表面能的增加。(5)表面张力系数与表面能增量如图所示,铁丝框上挂有液膜,表面张力系数为α,将AB边无摩擦与液体的性质有关: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。(P69
表4-1)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。(6)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二、表面张力系数的测定(液滴测定法)ABd质量为m的待测液体吸入移液管,由管口下端缓慢流出,形成袋状水滴。当表面张力不足以支持重力时,水滴下落,则:W=f二、表面张力系数的测定(液滴测定法)ABd质量为m的待测液体第二节弯曲液面的附加压强自然界中有许多情况下液面是弯曲的,弯曲液面内外存在一压强差,称为附加压强,用Ps表示。附加压强是由于表面张力存在而产生的。一:附加压强的产生1.平液面在液体表面上取一小面积△S,由于液面水平,表面张力沿水平方向,△S平衡时,其边界表面张力相互抵消,△S内外压强相等:第二节弯曲液面的附加压强自然界中有许多情况2.液面弯曲1)凸液面时,如图周界上表面张力沿切线方向,合力指向液面内,好象紧压在液体上,使液体受一附加压强,由力平衡条件,液面下液体的压强:sDsDspsppp+=0sp为正附加压强与外部压强相同为正,相反为负。2.液面弯曲1)凸液面时,如图周界上表面张力沿切线方2)凹液面时,如图周界上表面张力的合力指向外部,如好象被拉出,液面内部压强小于外部压强,液面下压强:sDsDsppp-=0sppp-=0sp为负总之:附加压强使弯曲液面内外压强不等,与液面曲率中心同侧的压强恒大于另一侧,附加压强方向恒指向曲率中心2)凹液面时,如图周界上表面张力的合力指向外部,二、球形液面附加压强df如图球形液面上的一小液面,在周界上取一线元dl,作用在dl上的表面张力dldfa=力的方向垂直dl且与球面相切。将df分解为半径r垂直和平行的两个分力dfcoRjjdl//^dfdfr//df与^jajjajsinsincoscos//dldfdfdldfdf====^二、球形液面附加压强df如图球形液面上的一小液面,在周界上取由圆对称性,在圆周界上的其他线元上,作用着同样大小的表面张力,这些力的水平分力相互抵消,垂直分力方向相同,合力为:coRjjdl//^dfdfr由圆对称性,在圆周界上的其他线元上,作用着同样大小的表面张力附加压强——拉普拉斯球面附加压强公式球形液面附加压强与表面张力系数成正比,与球面半径R成反比。半径越小,附加压强越大;半径越大,附加压强越小;半径无限大时,附加压强等于零,这正是水平液面的情况。举例:土壤颗粒粘合附加压强——拉普拉斯球面附加压强公式举例:土壤颗粒粘合三.球形液膜内、外压强差如图,由于球形液膜很薄,内外膜半径近似相等,设A、B、C三点压强分别为PA
、PB、PC,则:膜内压强大于膜外压强,并与半径成反比。举例三.球形液膜内、外压强差如图,由于球形液膜很薄,内外膜半径3.动物肺泡的活动:吸气时R(内外压强差)不利于下一步呼气;表面活性物质浓度(内外压强差),利于下一步呼气。呼气时,R(内外压强差)不利于下一步吸气;表面活性物质浓度(内外压强差)利于下一步吸气。3.动物肺泡的活动:第三节润湿和不润湿毛细现象
润湿:液体沿固体表面延展的现象,称液体润湿固体。一、润湿与不润湿1.定义不润湿:液体在固体表面上收缩的现象,称液体不润湿固体。
润湿、不润湿与相互接触的液体、固体的性质有关。第三节润湿和不润湿毛细现象润湿:液体沿固体表面延展在液体与固体接触面的边界处任取一点,作液体表面及固体表面的切线,这两切线通过液体内部的夹角称接触角
,用θ表示。
2.接触角⑴⑵在液体与固体接触面的边界处任取一点,作液体表面内聚力:附着层内分子所受液体分子引力之和。3.微观解释润湿、不润湿是由于分子力不对称而引起。附着力:附着层内分子所受固体分子引力之和。附着层:在固体与液体接触处,厚度等于液体或固体分子有效作用半径(以大者为准)的一层液体。内聚力:附着层内分子所受液体分子引力之和。3.(2)当f附<f内,A分子所受合力f垂直于附着层指向液体内部,液体内部分子势能小于附着层中分子势能,附着层中分子尽量挤进液体内部,使附着层收缩,宏观上表现为液体不润湿固体。(1)当f附>f内,A分子所受合力f垂直于附着层指向固体,液体内部分子势能大于附着层中分子势能,液体内的分子尽量挤进附着层,使附着层扩展,宏观上表现为液体润湿固体。(2)当f附<f内,A分子所受合力f垂直于附着二、毛细现象2.管内液面上升(或下降)的高度1.毛细现象润湿管壁的液体在细管里升高,不润湿管壁的液体在细管里下降的现象。(1)液体润湿管壁毛细管刚插入水中时,管内液面为凹液面,PC=P0,PB<P0,B、C
为等高点,但PB<PC
,所以液体不能静止,管内液面将上升,直至PB=PC为止,此时:原因:表面张力及润湿、不润湿。细管称毛细管。二、毛细现象2.管内液面上升(或下降)的高度1.毛细现象润(2)液体不润湿管壁毛细管刚插入水银中时,管内液面为凸液面,PC=P0,PB>P0,B、C
为等高点,但PB
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,所以液体不能静止,管内液面将下降,直至找到等压点为止,此时:(2)液体不润湿管壁毛细管刚插入水银中第四节悬着水和气体栓塞现象
水沿土壤颗粒间隙形成的毛细管上升,叫毛细管上升水。土壤中的毛细管起着分配、保持土壤中的水分作用。土壤毛细管中存在的水叫悬着水,其在土壤毛细管中能保持的原因是:一、悬着水当土壤温度变化时,悬着水两端温度不同,温度高的一端α值减小,导致该端Ps减小,使悬着水向温度低处移动。第四节悬着水和气体栓塞现象水沿土壤颗粒间举例:病人输液;潜水员由深水上浮;植物高温下枯萎。二、毛细管的气体栓塞现象如图,毛细管中有一段液体,液体左右两端压强相等,形成对称的弯液面,欲使液柱向右移动,则在左侧加一压强△P,这时两侧液面形状改变,右侧曲率半径增大,左侧曲率半径减小,产生向左的附加压强差来抵抗△P,当△P达到一定程度时,液柱才能移动。当毛细管中有很多气泡,则外加几个大气压都不能使液柱移动,形成栓塞,称气体栓塞现象。举例:病人输液;潜水员由深水上浮;植物高温下枯萎。二、毛细第五节弯曲液面上的饱和蒸汽压一、蒸发和凝结液体变成气体的过程称汽化过程。常温下的汽化过程称蒸发,其逆过程称凝结。从微观角度看,动能大的分子从液面逸出,设其分子数为n逸,从外面返回的分子数设为n回。第五节弯曲液面上的饱和蒸汽压一、蒸发和凝结二、弯曲液面上的饱和蒸汽压1.定性分析(1)微观分析
凹液面的分子逸出时所需做的功比平液面多,因为要克服斜线部分液体分子的引力做功。单位时间内逸出凹液面的分子数小于单位时间内逸出平液面的分子数,所以凹液面上的饱和蒸汽压小于平液面上的饱和蒸汽压。
凸液面的分子逸出时所需做的功比平液面少,因为不需要克服斜线部分液体分子的引力做功。单位时间内逸出凸液面的分子数大于单位时间内逸出平液面的分子数,所以凸液面上的饱和蒸汽压大于平液面上的饱和蒸汽压。二、弯曲液面上的饱和蒸汽压1.定性分析(1)微观分析(2)宏观分析2.定量分析设弯曲液面上的饱和蒸汽压为:平液面上的饱和蒸汽压为:(1)凹液面(2)宏观分析2.定量分析设弯曲液面上的饱和蒸汽压为:平(2)凸液面弯曲液面上的饱和蒸汽压:
凹液面:凸液面:(2)凸液面弯曲液面上的饱和蒸汽压:凹液面:凸液面:三、应用暖云冷云混合云水蒸气——凝结——雨3.熏烟防霜冻2.云1.人工降雨水蒸气——凝华——雪三、应用暖云冷云混合云水蒸气——凝结——雨3.熏烟防霜冻2.第六节渗透及其规律允许一些分子通过而阻止另一些分子通过的膜称半透膜。动、植物的细胞膜,动物的肠、膀胱等,都具有半透膜性质。细胞不断地与外界进行物质交换,称为细胞的通透性。细胞膜对物质的通透性最显著的特点是选择性——细胞最基本的生命活动之一。一、渗透作用1.细胞的通透性2.半透膜第六节渗透及其规律允许一些分子通过容器中间虚线为半透膜,它只允许溶剂分子通过,而不允许溶质分子通过。半透膜的左边为溶液,右边为纯溶剂。开始时左、右两边液面相平,由于右边的溶剂分子浓度大于左边的溶剂分子浓度,所以右边的溶剂分子将不断通过半透膜进入左边,经过一段时间达到平衡,左、右两边液面产生高度差。注意:这里的“浓度”是指非渗透分子的浓度,即溶质浓度。3.渗透作用
溶剂分子通过半透膜由低浓度区向高浓度区的扩散,称为渗透作用。容器中间虚线为半透膜,它只允许溶剂分子通过,而(3)单独存在的溶液没有渗透压,但有渗透趋势,一旦放入渗透计中,就表现出渗透压,所以用渗透压来量度溶液渗透趋势的强弱。二、渗透压(1)半透膜两侧溶剂之间的压强差称渗透压,用PS表示。PS是溶剂分子渗透的驱动力,也叫驱动压强。当左侧液面上加活塞,对活塞加压力,则渗透减弱。当活塞上的压强为PS时,渗透停止,由此可测渗透压PS。该装置称渗
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