高中物理人教版3第九章固体液体和物态变化2液体 第9章

2液体学习目标知识脉络1.知道液体的微观结构．2．掌握通过实验，观察液体的表面张力现象．(重点)3．理解浸润和不浸润的概念，会分析其产生的原因．(难点)4．学会用分子动理论解释毛细现象，理解液晶的微观结构．(重点)液体的微观结构与液体的表面张力eq\a\vs4\al([先填空])1．微观结构液体分子之间的距离很小，分子间作用力比固体分子间作用力要小．2．宏观性质有一定的体积，不易压缩，具有流动性，比固体扩散速度快．3．分子力的特点在液体内部，分子间的距离在r0左右，而在表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引．4．液体的表面张力(1)定义：液体表面各部分之间相互吸引的力．(2)作用效果：使液体表面具有收缩趋势．(3)表面层：液体跟气体接触的表面存在的一个薄层．eq\a\vs4\al([再判断])1．液体表面张力具有使液体表面收缩的趋势．(√)2．木块浮在水面上是液体表面张力的原因．(×)3．液体分子间的相互作用力比固体分子间作用力弱．(√)eq\a\vs4\al([后思考])1．我们看到的小草上的露珠为什么都是球形的？【提示】这是由于液体表面张力的作用．表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．所以露珠呈球形．2．根据液体的表面层分子与液体的内部分子的结构特点，说明液体表面层为什么会存在张力？【提示】液体表面层的分子分布比液体内部分子的分布稀疏一些．液体表面层由于分子较稀疏，分子之间距离就较大些，分子之间的斥力小于引力，在这个特殊层中分子间的引力作用占优势，所以液体表面层中，任何两部分之间存在着相互吸引力，它的作用是使液体表面绷紧，这就是液体的表面张力．eq\a\vs4\al([核心点击])1．液体分子分布特点：由于蒸发现象，表面层分子的分布比液体内部稀疏，即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大．2．分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力．3．表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜．所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果．4．表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线．如图9­2­1所示．图9­2­15．表面张力的作用：表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形．但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形．1．液体表面具有收缩趋势原因的下列说法不正确的是()A．液体可以流动B．液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离C．与液面接触的容器壁的分子，对液体表面分子有吸引力D．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离E．液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大，液体达到稳定平衡，势能应最小，故有收缩趋势【解析】由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以表面层分子间的相互作用表现为引力，这种引力使液体表面层的相邻部分之间有相互吸引的力(即表面张力)，表面张力使液体表面具有收缩的趋势，故D、E正确．【答案】ABC2．下列现象中，哪些是液体的表面张力造成的()A．两滴水银相接触，立即会合并到一起B．熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形C．用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿D．水珠在荷叶上呈球形E．木船漂浮在水面上【解析】用熔化的玻璃制成各种器皿，跟各种模型有关，并非表面张力造成的，E项是浮力等于重力的结果，故本题选A、B、D.【答案】ABD3．下列现象中，关于液体的表面张力说法正确的是()A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用B．小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果C．缝衣针浮在水面上不下沉是水的表面张力作用的结果D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果E．悬浮在水中的花粉做无规则运动是受水的表面张力作用的结果【解析】仔细观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进过程中，其脚部位置比周围水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性非常好的膜上一样，因此，这是液体的表面张力在起作用．浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样，故A、C选项正确．小木块浮于水面上时，木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水)受到水的浮力作用，是浮力与重力平衡的结果，而非表面张力在起作用，故B选项错误．喷泉喷到空中的水分散时，每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水处于完全失重状态，因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小，表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势)，故D选项正确，E中是水分子的无规则运动的结果，E错．【答案】ACD表面张力的特点1．表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现．2．表面张力的方向与液面相切，垂直于分界线．3．表面张力的大小由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定．4．表面张力的作用是使液体表面积有收缩到最小的趋势．浸润和不浸润、毛细现象、液晶eq\a\vs4\al([先填空])1．浸润和不浸润(1)一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫做浸润；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面上，这种现象叫做不浸润．(2)附着层：当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫做附着层．(3)浸润和不浸润是分子力作用的表现．2．毛细现象(1)毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象．(2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管的内径越小，高度差越大．3．液晶(1)液晶：像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性的物质叫液晶．这是介于液态和固态间的一种中间态．(2)出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围内具有液晶态．(3)液晶的微观结构：通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态．(4)应用：除用作显示器外，在生物医学、电子工业、航空工业等领域都有重要的应用．eq\a\vs4\al([再判断])1．毛细现象是浸润或不浸润的实例．(√)2．一种液体可能浸润某种固体，也可能不浸润另一种固体．(√)3．液晶在任何条件下，都表现出各向异性．(×)eq\a\vs4\al([后思考])1．你知道为什么松土能保持土壤中的水分吗？【提示】把土壤锄松，破坏了土壤中的毛细管，地下的水分就不会沿毛细管上升到地面被蒸发掉．2．液晶是液体与晶体的混合物吗？【提示】液晶是介于液体与固体之间的一种中间态的物质，在特定方向上分子排列整齐，其物理性质表现为各向异性，另一方向上分子排列是杂乱的，具有液体的特征，所以晶体还具有流动性，但液晶并不是液体和晶体的混合物．eq\a\vs4\al([核心点击])1．浸润和不浸润现象成因分析(1)附着层内分子受力情况：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引．(2)浸润的成因：当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稠密，附着层中分子之间表现为斥力，具有扩张的趋势，这时表现为液体浸润固体．(3)不浸润的成因：当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稀疏，附着层中分子之间表现为引力，具有收缩的趋势，这时表现为液体不浸润固体．2．毛细现象(1)两种表现：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降．甲乙图9­2­2(2)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．如图9­2­2所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面比管外低．4．若液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，则()A．附着层分子密度大于液体内分子的密度B．附着层分子的作用力表现为引力C．管中的液体表面一定是下凹D．液体跟固体接触的面积有扩大的趋势E．液体跟固体接触的面积有收缩的趋势【解析】这是浸润现象，这时固体分子与液体分子间的引力相当强，造成附着层内分子的分布比液体内部密，这样就会使液体间出现相互排斥力，使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势．【答案】ACD5．关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中不正确的是()A．水是浸润液体B．水银是不浸润液体C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象E．浸润液体和不浸润液体在细管中都会产生毛细现象【解析】浸润和不浸润，是指一种液体对某一种固体来说的，孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义．同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润，例如水对玻璃浸润．而对荷叶就不浸润；浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象，选项C、E正确．【答案】ABD6．关于液晶的特点及应用正确的是()A．棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态B．利用液晶在温度变化时由透明变浑浊的特性可制作电子表、电子计算器的显示元件C．有一种液晶，随温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度D．利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路中的短路点E．液晶具有稳定的微观结构【解析】通常棒状