表面张力与表面能.ppt

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1、一、表面张力和表面能1、表面与表面层：液体表面:液体与气体或固体的接触面。第四章分子动理论第五节液体的表面性质Waterdropwaterrr液体表面层：液体表面下厚度等于分子作用球半径的一层液层。液体的表面现象例子:液面面积有缩小到最小值的趋势。液面宏观上表现为一个被拉紧的弹性薄膜而具有张力。斥力>引力斥力<引力斥力=引力rr0r>分子作用球半径无分子力分子作用球半径：r=10-8m(平衡位置:r0=10-10m)从分子间的相互作用力f分析表面张力的产生：r空气液体ACB表面层A

2、是液内分子；B和C是液体表面层分子。液内分子A受力分析：A分子受到的分子作用力的合力为零：fi=0表面层分子B和C的受力分析：处于表面层的分子受到一个指向液体内部的分子吸引力作用；宏观上表面层表现为一个被拉紧的弹性薄膜。由于液面处于紧张状态，在液面上存在着起收缩作用的表面张力。这些表面张力的方向都与液面相切，并且与线段AB垂直；它们大小相等，方向相反，分别作用在两部分液面上。实验表明:表面张力的大小正比于线段AB的长度。表面张力系数：2.表面张力ffABl液体薄膜ABCDf2l表面张力的测定：平

3、衡时：*表面张力系数：（1）表面张力系数是液体本身的固有性，与液体的种类相关。（2）与液体的温度有关。温度愈高，液体的表面张力系数愈小。（3）与液体的纯度有关。（4）与相邻的介质有关。l液体薄膜ABCDF2lf△xΔS增加单位表面积所作的功：D′C′3.表面张力系数与表面能：表面张力系数等于液体增加单位表面积所作的功。表面张力系数表：平面液面：空气水P0P液内P液内=P0弯曲球面液面：P0P液内水由于表面张力f产生附加的压强P附,所以P液内P0P附ff二.由表面张力解释如下液面现象:P0P液内水

4、P附ff凹面凸面1.弯曲液面的附加压强Rfsr=RsinO球冠底面积：表面张力的垂直分量:表面张力的水平分量相互抵消:球冠的表面张力:表面张力产生的附加压强:凹面:凸面:P0PiPSffP0PiPSff凹面凸面对外表面：对内表面：R1R2(R1=R2=R)肥皂泡球形液膜的附加压强：演示实验：（大泡小泡）P0对大泡：对小泡：因为R1>R2，所以P1

5、对液体分子的吸引力称为附着力。f內：液体分子对液体分子的吸引力称为內聚力。f内θθ1.接触角：三、毛细现象和气体栓塞浸湿现象：当f附>f内时，附着层扩展，液体浸湿固体；f附不浸湿现象：当f附900<900水玻璃玻璃水银水银水２.毛细现象：液体浸湿毛细管壁时，管内液面上升；液体不浸湿毛细管壁时，管内液面下降。ABhC液面上升的原因:PB

6、：1、外科用脱脂棉来擦拭创面的污液。2、普通手术缝合线要经过蜡处理。药学应用：1、药物除湿及新鲜药材的除水大多需通过药材内毛细管才能气化。2、口服片剂后，片剂被浸润后通过毛细管作用使水分进入片剂，利于人体对药物的吸收。日常生活：棉花或棉布的吸水、餐巾纸吸墨水、煤油灯、植物吸收和运输水分等。*液体在细管中流动时，如果管中有气泡，液体的流动将受到阻碍，气泡多时可发生阻塞，这种现象叫气体栓塞。3、气体栓塞(gasembolism)*润湿现象。*细管中有气泡：静止液体静止液体气泡P附左P附右=液体气泡P附左

7、P附右*气泡产生阻力：PP<阻力压强=P附右-P附左*当P时，液体无法流动；*当P时，液体才可流动；*细管中若有n个气泡，则要求外加压强差Pn，液体才能流动。（P:外加压强差）+P气体栓塞在医学中的应用：*注射前，要排尽针筒中气体；*潜水病；4、表面活性物质与表面吸附（1）表面活性物质：在液体（溶剂）中加入一定浓度的某种溶质，使液体表面张力系数减小，这种溶质称为表面活性物质。（举例：肥皂；洗衣粉；肺泡分泌物等）原因：表面吸附（即表面活性物质在溶液的表面层聚集并伸展成薄膜的现象

8、）。表面层肥皂分子水分子f1f2f1