1、第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 5液体 1.通过实验,观察液体的表面张力现象。 2.知道生活中的液体表面张力现象,知道液体表面张力形成的原因。 3.理解浸润和不浸润的概念及相关现象,了解毛细现象并用分子动理论解释。 4.知道什么是液晶,了解液晶的特性及应用。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 1.表面层 (1)概念:液体表面有一层跟气体接触的薄层,叫作表面层。 (2)在液体内部,分子间平均距离r略小于r0,分子间的作用力表现为斥力;在表面 层,分子比较稀疏,分子间距离r略大于r0,分子间的作用力表现为引力。 2.表面张力 (1)概念:在液体表面任意画一条直线,把液
2、体表面分为两部分,直线两侧的液体之间 存在着一对与直线垂直、大小相等、方向相反的作用力。这种力在液体 表面层内的各个方向上都存在,使液体表面绷紧,叫作液体的表面张力。 (2)方向:液体的表面张力的方向总是跟液面相切,且与分界面垂直。 (3)作用效果:液体的表面张力具有使液体表面收缩的趋势。 1 | 液体的表面张力 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 1.浸润和不浸润 (1)浸润:一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上,这种现象叫作浸 润。 (2)不浸润: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,这 种现象叫作不浸润。 (3)产生原因:当液体和与之接触的固体的相互作
3、用比液体分子之间的相互作用 强时,液体能够浸润固体。反之,液体则不浸润固体。 (4)相对性:一种液体是否浸润某种固体,与这两种物质的性质都有关系。例如,水银 不浸润玻璃,但浸润铅。如果把水银滴到干净的铅板上,水银就会附着在铅板上,很 难擦去。 2 | 浸润和不浸润 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 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)实验和理论分析都表明,对于一定的液体和一定材质的管壁,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。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基
4、本概念 1.液晶的微观特点:构成液晶的分子为有机分子,大多为棒状,其棒长多为棒 直径的5倍以上,由于这种长棒状的分子结构,使得分子集合体在没有外界干扰的情 况下趋向分子相互平行排列。 2.液晶的状态三变化 (1)在低温时,液晶会凝固成结晶态,不仅分子的取向是有序的,而且分子重心 的位置也是有序的。 (2)当温度升高时,晶体中分子的热运动增强,使分子重心位置的有序性消失,转为 液晶态。 (3)当温度进一步升高时,分子取向有序性也消失,完全进入无序的状态,变成 液态。 3 | 液晶 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 3.液晶的特点 (1)液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。 (2
5、)液晶态既具有液体的流动性,又在一定程度上具有晶体分子的规 则排列的性质。 (3)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,在一定的浓度范围具有液晶态。 (4)分子取向排列的液晶具有光学各向异性,具体地说,沿分子长轴方向上的 折射率不同于沿短轴的。 4.液晶的应用 除用作显示设备外,液晶的研究在生命科学中也有应用。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 1.有些昆虫可以在水面上自由走动是液体表面张力的缘故。() 2.毛细管插入水中,管的内径越大,管内水面上升的越高。() 3.毛细现象是浸润或不浸润的实例。() 4.液体在尽可能收缩它们的表面积。()
6、提示:液体的表面张力具有使液体表面收缩的趋势。 5.液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些。() 提示:液体内部分子分布要比液体表面层的分子分布紧密些。 6.液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,表面层分子间的作用力表 现为引力。() 判断正误，正确的画“ ” ，错误的画“ ” 。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 7.如果固体分子对液体分子的引力较弱,就会形成浸润现象。() 提示:如果固体分子对液体分子的引力较弱,就会形成不浸润现象。 8.一种液体可能浸润某种固体,也可能不浸润另一种固体。() 提示:浸润和不浸润与物体的性质有关,一种液体可能浸润某种固体,也可
7、能不浸润 另一种固体。 9.液晶在任何条件下,都表现出各向异性。() 提示:液晶在一定条件下,才表现出各向异性。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 | 对液体表面张力的理解 情境在日常生活中,有许多有趣的液体表面现象,例如,叶面上的水珠,浮在水面上 的硬币等。这些现象都与液体表面的微观结构有关。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 问题 1.观察液体表面的微观结构图片,液体表面层内分子间的距离比液体内部分子间的 距离是大还是小? 提示:液体表面层内分子间的距离大于液体内部分子间的距离。 2.在液体表面层,分子间的作用力表现为引力还是斥力? 提示:在液体表面层,分子间的
8、作用力表现为引力。 3.叶面上的水珠呈球形,你能解释这是为什么吗? 提示: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。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 过程把一条细棉线的两端分别系在铁丝环的两侧, 并使棉线处于略为松弛的状态; 然后将铁丝环浸入肥皂液里,再拿出来时环上 就留下了一层肥皂液的薄膜,这时薄膜上的棉线 仍是松弛的; 用烧热的针刺破棉线一侧的薄膜,观察薄膜和 棉线发生的变化 现象刺破棉线左侧的薄膜,右侧的薄膜就会收缩,使 棉线向右弯成弧形; 刺破棉线右侧的薄膜,左侧的薄膜就会收缩,使 棉线向左弯成弧形 观察肥皂膜和棉线
9、的变化观察肥皂膜和棉线的变化 (1)实验1 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 (2)实验2 过程把一个棉线圈系在铁丝环上,使环上布满肥皂 液的薄膜,这时膜上的棉线圈仍是松弛的; 用烧热的针刺破棉线圈里的薄膜,观察棉线圈 外的薄膜和棉线圈发生的变化 现象刺破棉线圈里的薄膜后,棉线圈外的薄膜就会收 缩,使棉线圈张紧成圆形 (3)实验结论 观察结果表明,用烧热的针刺破棉线某一侧的薄膜后,另一半肥皂膜就会立即收缩 使松弛的棉线绷紧,并且始终向着肥皂膜一侧收缩,液体的表面具有收缩趋势。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 液体表面张力的形成液体表面张力的形成 (1)分子分布特点
10、 液体表面层分子分布比内部稀疏,即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距 离大。 (2)分子间的作用力的特点 在液体内部,分子间的作用力表现为斥力;在表面层,分子比较稀疏,分子间的作用力 表现为引力。 (3)表面特性 如果在液体表面任意画一条直线MN,线两侧的液体之间的作用力是引力,它使液体 表面绷紧,所以叫作液体的表面张力。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 (4)表面张力的方向 表面张力的方向与液面相切,垂直于液面上的分界线,如图所示。 表面张力的作用表面张力的作用 表面张力具有使液体表面收缩的趋势,使液体的表面积趋于最小,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,滴在洁净玻璃上的水银滴呈球形。(由于受重力的影响, 往往呈扁球形,在失重条件下才呈球形)
