3.1 液体的表面张力 课件 (1)

课件19张PPT。第1节　液体的表面张力1．应用：用表面张力理解现象
2．理解：液体表面张力的产生
3．认识：液体的微观结构
实验表明：液体表面具有_____的趋势，这是因为在液体内部分子引力和斥力可以认为相等，而在表面层里分子间距_____，分子间的相互作用力表现为_____的缘故．液面各部分间相互吸引的力叫做_________．
液体和气体相接触的一个薄层叫_______，其中分子的分布比液体内部_____．
在体积相等的各种形状的物体中，___形表面积最小．由
于_________的作用，液体表面总要收缩到尽可能小的面
积，所以叶片上的小露珠等都呈现___形．?液体的表面张力??收缩较大引力表面张力表面层稀疏表面张力球球
(1)产生原因：液体与空气的交界处分子因为蒸发而变得_____，分子间表现为_____，使整个液面有收缩的趋势．
(2)方向：沿着液面的_____方向．?关于表面张力的理解稀疏引力切线?对液体表面张力的理解
(1)液体和气体接触的表面存在一个薄
层，即表面层，由于蒸发现象，液体表
面分子分布比内部稀疏，表面层里分子
间的平均距离比液体内部分子间的距
离大，于是分子间的引力和斥力比液体
内部的引力和斥力都有所减少，但斥力图3-1-1比引力减少得快，所以在表面层上划一条分界线MN时(图3－1－1)，两侧的分子在分界线上相互吸引的力将大于相互排斥的力．宏观上表现为分界线两侧的表面层相互拉引，即产生了表面张力，致使液体表面像一张绷紧的膜．所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果．
(2)表面张力是液体表面具有收缩趋势的原因
①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．
如吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形．但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形．②表面张力使液面收缩，为工程的优化设计提供了实验依据．
特别提醒　表面张力的大小除跟边界长度有关外，还跟液体的种类、温度有关．
(1)液体内部分子的运动特点：在液体内部，每个分子周围有许多别的分子．当某个分子从平衡位置向某一方向运动时，它一方面要受到所离开的那个方向的分子的吸引，另一方面又要受到所靠拢的那个方向的分子的排斥．引力和斥力的数量级相同，通常可认为其大小相等，因此，液体内部分子只能在平衡位置附近振动，分子间距等于r0.?液体内部和表面层分子的分布特点的比较(2)液体表面分子的分布：液体表面附近的分子由平衡位置向外运动时，因为气体分子对它的斥力很小，不起显著作用，它只受到内部分子的吸引力，因此使它恢复到平衡位置的作用力就没有在液体内部时大，使得表面层里的分子振动的振幅要比液体内部分子的振幅大，一些动能大的分子就有可能冲出吸引力范围，成为气体分子，结果形成表面层里的分子分布比液体内部的分子分布稀疏，分子之间的距离就比较大(r＞r0)．
下列说法正确的是 (　　)．
A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表
面的张力作用
B．小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的
结果
C．缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果
D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作
用的结果【例1】生活中的表面张力思路点拨：理解液体表面张力，应用所学的知识对生活中的常见现象作出合理的解释．
解析　仔细观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进过程中，其脚部位置比周围水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性非常好的膜上一样，因此，这是液体的表面张力在起作用．浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样，故A选项正确、C选项错误．小木块浮于水面上时，木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水)受到水的浮力作用，是浮力与重力平衡的结果，而非表面张力在起作用，因此，B选项错误．喷泉喷到空中的水分散时，每一小部分的表面都有表面张力在起作用且又处于失重状态，因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小，表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势)，故D选项正确．
答案　AD
借题发挥　表面张力的方向与液面平行，并不是垂直于液面向上．
下列现象中，哪些现象是由于液体的表面张力而引起的 (　　)．
A．液体与固体、气体不同，它在不同容器内，尽管形状
不同，但体积相同
B．两滴水银相互接触，立即合并成一滴
C．新的棉织品水洗后都要缩水
D．小昆虫能在水面上自由走动
解析　相同体积的液体，在不同容器内有不同形状是由液体分子的排列规律决定的，与表面张力无关，而两滴水银接触合为一滴，新棉织品水洗后缩水，小昆虫在水面上走动都要受到液体表面张力的作用．故选B、C、D.
答案　BCD【变式1】 下列叙述中正确的是 (　　)．
A．液体表面张力随温度升高而增大
B．液体尽可能在收缩它们的表面积
C．液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能
D．液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些
思路点拨：表面层液体分子间距离大于r0，升温时，表面层分子距离增大，要克服分子引力做功，分子势能增大，表面张力随分子间距离的增大而减小．【例2】液体表面张力的微观解释解析　这是有关液体表面层分子相互作用的问题，液体的表面层由于和气体接触与内部情况不同，表面层分子的分布要比内部稀疏．这样分子间就表现为引力了，即表面张力，这样液体表面就有收缩到最小的趋势．随温度的升高，表面层分子距离更要增大，引力作用随之减小，所以表面张力要减小，而在液体内，分子间的引力基本等于斥力，当r＝r0时，分子势能最小，在表面层r＞r0，所以分子势能比液体内部的分子势能大．故选B、C.
答案　BC
借题发挥　液体表面具有收缩的趋势是由于表面张力作用的结果，而表面张力是由于液体表面层分子间表现为引力，使得表面各部分之间相互吸引产生的． 液体表面具有收缩趋势的原因是 (　　)．
A．液体可以流动
B．液体表面层分子间距小于液体内部分子间距
C．与液面接触的容器壁的分子，对液体表面分子有吸引力
D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离
解析　由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以表面层的分子间的作用力表现为引力，这种力使液体表面层的相邻部分之间相互吸引，产生的吸引力即表面张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势．
答案　D【变式2】下列关于液体的表面张力的说法中正确的是 (　　)．
A．由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距
离小于r0
B．由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距
离大于r0
C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力
没有斥力
D．表面张力使液体的表面有收缩的趋势
答案　D表面张力的理解1．下列有关表面张力的说法中，正确的是 (　　)．
A．表面张力的作用是使液体表面伸张
B．表面张力的作用是使液体表面收缩
C．有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于有表面张
力的缘故
D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张
力的缘故
解析　表面张力的作用效果是使液体表面收缩，由于表面张力被压弯的液面收缩，使小昆虫浮在液面上，由于表面张力使液滴呈球形，故A错，B、C、D正确．
答案　BCD2．下面的现象是表面张力所致的是 (　　)．
A．橄榄油在水和酒精混合液中呈球形
B．硬币浮在水面上
C．小孩用细管吹出的肥皂泡大致呈球形
D．烙铁上掉下来的焊锡变成球形
答案　ABCD3．在以下事例中，不能用液体表面张力来解释的是 (　　)．
A．草叶上的露珠呈圆球形
B．油滴在水面上会形成一层油膜
C．用湿布不易擦去玻璃窗上的灰尘
D．油瓶外总是附有一层薄薄的油
解析　要抓住表面张力产生的原因，再结合实例和具体现象去分析．液体的表面层由于与空气接触，所以表面层里分子的分布比较稀疏，分子间呈引力作用．在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力．结合四个例子看，只有B中油膜不是收缩而是扩散，所以B不能用表面张力的理论来解释．
答案　B液体表面张力的微观解释4．液体表面层中的分子与液体内部的分子相比有 (　　)．
A．较小的势能 B．较大的势能
C．相同的势能 D．较大的动能
解析　液体内部，分子间距离r＝r0，分子势能最小，而液体表面层分子的分布要比内部稀疏，r＞r0，所以表面层的分子均具有较大的势能，故B正确．
答案　B5．