1、第七章 分子物理学第五节 液体的表面现象,一、表面张力和表面能 二、弯曲液面的附加压强 三、毛细现象和气体栓塞 四、表面活性物质与表面吸附,CH07-液体表面-生医,气液界面液体的表面现象,日常生活中的液体表面现象,为什么叶子上的水滴呈球形,为什么蚊子能够站在水面上,为什么硬币可以漂浮在水面,CH07-液体表面-生医,演示,液体表面现象,液体与气体接触的表面有收缩成表面积最小的趋势,液体表面就象一张拉紧的橡皮膜 ， 处处存在一种使液面收缩的宏观张力表面张力,CH07-液体表面-生医,一、表面张力和表面能,表面张力,表面张力只存在于液体表面层内 ， 作用在任意划分开来的液面两侧 ， 使液面产生向内收缩,表面 。

2、张力的作用均匀分布 ， 力的方向与液面相切 ， 垂直于液面边界线 ， 指向液面内部,表面张力的特点,存在于液体表面层内 ， 能使液体表面收缩的力,CH07-液体表面-生医,表面张力的大小,表面张力系数：表示单位长度分界线两侧液面的相互作用拉力 。
单位：牛顿米-1 (N m-1,与液体种类有关；与温度有关 ， T ， ； 与相邻物质的性质有关；与液体中的杂质有关,影响大小的因素,CH07-液体表面-生医,表面张力产生的原因,分子力特点,起源于液体分子力,10-9m,10-10m,r10-9m ， f几乎为零,分子力作用半径,分子力能够发生作用的最大分子间距r0 =10-9m,分子作用球,以分子中心为球心 ， 分子力有效作用距离 。

3、r0 为半径所作的球,球内分子对球心处分子有引力作用； 球外分子对球心处分子无引力作用,CH07-液体表面-生医,表面层,在液体与气体交界面 ， 厚度等于分子力作用半径r0 的一层液体,表面层,m分子在A处受力最大,m分子在B处受力小于A处受力,分子作用球,m分子受力为0,m分子在C处受力最小,CH07-液体表面-生医,结论,在液体表面层内的分子都受到一个垂直于表面层并指向液体内部的合引力,在合引力作用下 ， 液体表面的分子有被拉进液体内部的趋势 ， 在宏观上表现为液体表面有收缩的趋势,为什么表面层内的分子仍可以停留在表面层内,问题,表面层内的分子受到的分子引力被一些十分靠近的分子斥力所平衡 ， 使这些分子能 。

4、够停留在液体的表面层内,CH07-液体表面-生医,表面能,从能量观点看：把液体内部的分子移到表面层 ， 需克服表面层下面的分子对它的合引力做功 ， 从而增加该分子的势能 。
可见液体表面层内的分子比液体内部分子的势能大,由于系统的势能越小越稳定 ， 所以表面层内的分子会尽可能挤入液体内部 ， 使表面积缩到最小 ， 这种趋势在宏观上就表现为液体的表面张力,液体表面层分子比液体内部分子多出的势能的总和,CH07-液体表面-生医,测定表面张力系数的实验,实验显示：表面张力不会因表面积的改变而改变,BC边匀速右移时 ， 施加在BC边上与表面张力平衡的外力,BC边右移x时 ， 增加的液膜表面积,外力F做功,CH07-液体表面-生医, 。

5、增加液面单位表面积外力所做的功,表面张力系数：在数值上等于增加液面单位表面积时 ， 外力所做的功或增加的表面能 。
单位：焦耳米-2 (J m-2,为什么在水面上比在肥皂液面上易于漂浮硬币,问题,因为：水肥皂液,CH07-液体表面-生医,例,解,小水滴融合大水滴所需的小水滴数目,求当半径r=2.010-6m的许多小水滴融合成一个半径R=2.010-3m的大水滴时 ， 所释放的能量 。
水的表面张力系数=7.310-2Nm-1,小水滴融合大水滴时减少的液面面积,小水滴融合大水滴时所释放的能量,CH07-液体表面-生医,例,解,吹一个肥皂液泡增大的液面面积,计算吹起半径为1cm的肥皂液泡需多少功？ 液=0.02 。

6、50 Nm-1,吹一个肥皂液泡需要做的功,为什么用肥皂液很容易吹起泡泡 ， 但用水却很难,问题,因为：肥皂液水 ， 吹肥皂泡需要做的功比较小,CH07-液体表面-生医,二、弯曲液面的附加压强,附加压强的形成,由于液体表面存在表面张力 ， 因此在弯曲液面内外存在一压强差 ， 称为附加压强,平面液面,小液面受到周边液面对它的表面张力沿周边界均匀分布 ， 方向沿水平方向垂直于周边界 ， 作用相互抵消 ， 平衡时液面内外压强相等,CH07-液体表面-生医,凸液面,小液面受到周边液面对它的表面张力沿周边界均匀分布 ， 方向沿凸液面切向垂直于周边界 ， 形成一个指向液体内部的附加压强pS,凹液面,小液面受到周边液面对它的表面张力沿周边界均匀 。

7、分布 ， 方向沿凹液面切向垂直于周边界 ， 形成一个指向液体外部的附加压强pS,附加压强pS 方向总是指向弯曲液面的凹面 ， 凹面压强总是大于凸面压强,CH07-液体表面-生医,附加压强的大小,球冠形液面的附加压强,球冠的表面张力总和,表面张力的水平分量,表面张力的垂直分量,球冠底面积,表面张力产生的附加压强,CH07-液体表面-生医,球型液膜内外的压强差,球型液膜内外半径,肥皂泡,弯曲液面的附加压强与液面层数有关 ， 应区分单层液面与双层液膜,注意,空气中水滴、水中气泡个液面； 空气中液膜(肥皂泡)个液面,膜内压强大于膜外压强 ， 并与半径成反比,CH07-液体表面-生医,演示实验：连通的气泡,肥皂泡内空气由B 。

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标题：CH07-液体表面-生医|CH07-液体表面-生医课件