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第三章液体问题:对比讨论气体、固体、液体的宏观性质具有哪些相似的特性?(1)、液体和气体没有一定的形状,是流动的。(2)、液体和固体具有一定的体积;而气体的体积可以变化千万倍;(3)、液体和固体都很难被压缩;而气体可以很容易的被压缩;为何液体有表现出上述特性?主要是由液体的微观结构所决定的。为何成球状?为何能浮在水面?一、液体的表面张力
上述现象都与液体表面的性质有关。跟气体接触的液面薄层叫做表面层。下面我们通过实验来研究液体表面层的性质。P47演示实验:用肥皂水做实验来证明液面有收缩趋势。
结论:环内棉线另一侧的肥皂液膜收缩,棉线变成张紧的弧形。实验表明:
液体的表面层好像是绷紧的橡皮膜一样,具有收缩的趋势。原因分析:
液体表面各个部分之间的相互吸引力,叫表面张力。如同一根弹簧被拉伸后,其中的一圈与另一圈之间有收缩作用一样。说明表面张力的方向垂直液面分界线,又与液面相切。表面张力的作用使得液体表面具有收缩的趋势,在体积相等的各种形状的物体中,球形物体的表面积是最小的,所以露珠、水银、失重状态下的水滴等等呈现球形。
表面层里的分子要比液体内部稀疏一些,在液体内部,分子间既存在引力,又存在斥力,引力和斥力的数量级相同,在通常的情况下可以认为它们之间的大小是相等的,而在表面层内,由于分子间距比较大,分子之间的作用力表现为引力。我们可以假想一个分界线,将液体表面分割成A、B两部分,由于表面分子之间的引力作用,A部分对B部分具有引力作用,使得向A部分收缩,同样,B部分对A部分具有引力作用,使得向B部分收缩,我们将液面各部分之间的相互吸引的力称作为表面张力,在表面张力的作用下液体表面形成一个“弹性薄膜”。巩固练习1、雨伞的伞面有细小的孔,为什么水不会从孔里漏下去?答:因为水将纱线浸湿后,在纱线孔隙中形成水膜,水膜的表面张力使得雨水不致漏下.2、下列现象中因液体表面张力引起的是
( ).(A)雨点都近似球形的(B)草叶上的露珠呈球形(C)熔化的玻璃可做成各种玻璃器皿(D)缝衣针能飘浮在水面上A、B、D3、将分币轻轻地放在一碗水的水面上,为什么分币会浮在水面上不沉下去?答:这是由于表面张力使得液体表面形成一个张紧的薄膜,当分币放置上后,使得液体表面发生形变,产生弹力,这样受力平衡,所以分币会浮在水面上不沉下去。
在洁净的玻璃片上放一滴水,水能扩展形成薄层,附着在玻璃板上。这种液体附着在固体表面上的现象叫做浸润。对玻璃来说,水是浸润液体。在石蜡面上放一滴水,水不能附着在石蜡表面上,这种液体不能附着在固体表面上的现象叫做不浸润。对石蜡来说,水是不浸润液体。同一种液体,对一些固体是浸润的,而对另一些固体可以是不浸润的。二、浸润与不浸润1、液体与固体接触时,液体与固体的接触面扩大,液体附着在固体表面上的现象叫做浸润。
2、液体与固体接触时,液体与固体的接触面缩小,液体不能附着在固体表面上的现象叫做不浸润。注:同一种液体,对一些固体是浸润的,而对另一些固体可以是不浸润的。浸润现象在日常生活中,我们可以经常看到:盛有液体的容器器壁附近的液面会成弯曲的形状,是由浸润或不浸润现象引起的。如果液体能浸润器壁,在接近器壁处液面向上弯曲。如果液体不浸润器壁,在接近器壁处液面向下弯曲。焊接时,熔融了的焊锡与被焊金属必须是浸润的;医药上要用脱脂棉,就是要使酒精、药液与棉花浸润;在有些物体上写字困难,是因为墨水不浸润物体;有些动物羽毛上能分泌脂肪,水就不浸润羽毛;有些矿石在冶炼前必须采用浮选矿石的措施,利用液体不浸润矿粒但浸润砂石的性质将矿粒与砂石分离开来。实验1:将几根内径不同的细玻璃管插入水中,观察实验现象。管内水面比容器里的水面高,管的内径越小,管内水面越高。
实验2:将两片玻璃一端夹一片硬币,另一端用橡皮筋绑紧,制造出大小不同的狭缝,然后放入有颜色的水中,有何现象?三、毛细现象1、毛细现象的定义:浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象,叫做毛细现象。具有大量毛细管的物体,只要液体与该物体浸润,就能把液体吸入物体中。如:毛巾吸水、砖块吸水、灯芯吸油,都是毛细现象。2、毛细现象的应用1)、纸张、棉花脱脂后能够吸水的原因在于其内部有许多细小的孔道,起到毛细管作用。2)、田间农作物的重要管理措施是锄地松土,防止土地板结,其目的是破坏土壤里的毛细管,使地下水分不会快速引上而蒸发掉。举例、下列现象中与毛细现象有关的是A、粉笔吸墨水。 B
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