文档介绍：掌握液体的表面张力系数;表面张力和表面能;球形
液面的附加压强和毛细现象液面高度的计算方法。
熟悉接触角的概念;液体润湿现象;气体栓塞;表面
吸附;表面活性物质和表面非活性物质概念。
了解肺泡的表面张力, 表面活性物质在呼吸过程中
的重要作用。
第五章第五节液体的表面性质()
*Dewdrop on the lotus leaf
*Exchange of gases with blood in the lungs
*Aeremia in vessel
液体的表面现象
了解分子间的相互作用力 f :
*分子作用半径及分子作用球:
d= 10-9m
f
r
r0
(r0=10-10 m)
r = r0→ f = 0 (平衡)
r < r0→f > 0 (斥力)
r > r0→f < 0 (引力)
(r > 10-9 m时,f → 0)
10-9
10-10
(r0平衡距离)
d
分子间距( m)
斥力
引力
一、表面张力和表面能
1、表面与表面层:
表面: 液体与气体或固体的接触面。
液体表面层:液体表面厚度等于d= 10-9m的液层。
空气
液体
d
A
C
B
固体
液内和液表分子性质有别, 为什么?
表面层处于液体与气体、固体接触,因而产生一系列特殊现象,即:液体表面现象。
液体分子:分子”紧挨”,运动无序,
液内和液表分子性质有别.
合力f≠0
d
d
f
合力f≠0
A
B
C
合力f=0
液体表面分子的特性.(P89) :
受到垂直于液面指向液内的引力.
结果→表面层分子有挤进液体内部
液面有试图收缩达到最小面积的趋势.
表面层分子比内部分子的势能高.
(系统应具有最低的表面能)
这种趋势在宏观上就表现为液体的表面张力。
气-液表面,表面层里分子的分布要比液内稀疏,即分子间的距离比液内大些, ,把液体表面分为左右两部分,那么,液面左侧的分子对液面右侧分子的作用力的合力为引力F1,液面右侧的分子对左侧分子的作用力的合力为引力F2,.
F2
F1
F
M
N
2. 表面张力 F
表面张力F: F = σL
表面张力系数σ(单位:N/m)
实验表明: F 的大小正比于液面边界长度L ,方向垂直于液面边界并与液面相切;
*液面上任一分界直线一边的表面层与另一边的表面层之间相互吸引的力,叫做表面张力.
The liquid surface has the tendency to contract:
thread
Thin film
F = σL
F---棉线各点受力总合
L---棉线长度
液体的表面能:液体表面层分子比液内分子多出的势能总和.
*增加单位液体表面积所做的功
3、液体的表面能:
*表面层分子的势能大于液内分子的势能。
d
A
B
C
L
A
B
C
D
F
F
△X
ΔA
B′
C′
肥皂膜
F
4。表面张力系数与表面能的关系:
σ=F/2L (N/m)
*表面张力系数:
*表面能:
*表面张力系数=表面能