2 液体
[学习目标] 1.知道液体的微观结构.2.掌握通过实验，观察液体的表面张力现象．(重点)3.理解浸润和不浸润的概念，会分析其产生的原因．(难点)4.学会用分子动理论解释毛细现象，理解液晶的微观结构．(重点)
一、液体的微观结构与液体的表面张力
1．微观结构
液体分子之间的距离很小，分子间作用力比固体分子间作用力要小．
2．宏观性质
有一定的体积，不易压缩，具有流动性，比固体扩散速度快．
3．分子力的特点
在液体内部，分子间的距离在r0左右，而在表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引．
4．液体的表面张力
(1)定义：液体表面各部分之间相互吸引的力．
(2)作用效果：使液体表面具有收缩趋势．
(3)表面层：液体跟气体接触的表面存在的一个薄层．
二、浸润和不浸润、毛细现象、液晶
1．浸润和不浸润
(1)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；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上，这种现象叫作不浸润．
(2)附着层：当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫作附着层．
(3)浸润和不浸润是分子力作用的表现．
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)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．
3．液晶
(1)液晶：像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性的物质叫液晶．这是介于液态和固态间的一种中间态．
(2)出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，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，在一定浓度范围内具有液晶态．
(3)液晶的微观结构：通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态．
(4)应用：除用作显示器外，在生物医学、电子工业、航空工业等领域都有重要的应用．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)木块浮在水面上是液体表面张力的原因． (×)
(2)液体分子间的相互作用力比固体分子间作用力弱． (√)
(3)毛细现象是浸润或不浸润的实例． (√)
(4)一种液体可能浸润某种固体，也可能不浸润另一种固体． (√)
(5)液晶在任何条件下，都表现出各向异性． (×)
2．(多选)液体表面具有收缩趋势原因的下列说法不正确的是( )
A．液体可以流动
B．液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离
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．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离
E．液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大，液体达到稳定平衡，势能应最小，故有收缩趋势
ABC [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，所以表面层分子间的相互作用表现为引力，这种引力使液体表面层的相邻部分之间有相互吸引的力(即表面张力)，表面张力使液体表面具有收缩的趋势，故D、E正确．]
3．(多选)关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中不正确的是( )
A．水是浸润液体
B．水银是不浸润液体
C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的
D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象
E．浸润液体和不浸润液体在细管中都会产生毛细现象
ABD [浸润和不浸润，是指一种液体对某一种固体来说的，孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义．同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润，例如水对玻璃浸润．而对荷叶就不浸润；浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象，选项C、E正确．]
液体的微观结构和表面张力
1．液体分子分布特点：由于蒸发现象，表面层分子的分布比液体内部稀疏，即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大．
2．分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力．
3．表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜．所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果．
4．表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线．如图所示．
5．表面张力的作用：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．
例如，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．
【例1】 关于液体的表面张力，下列说法正确的是( )
A．液体表面张力是液体各部分之间的相互吸引力
B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为零
C．不论是水还是水银，表面张力都会使表面收缩
D．表面张力的方向与液面相垂直
C [液体表面张力是液体表面各部分之间相互吸引的力，选项A错误；液体的表面层分子要比内部稀疏些，分子间的距离较内部分子间距离大，表面层分子间表现为引力，选项B错误；液体的表面张力总使液面具有收缩的趋势，选项C正确；液体表面张力的方向总是与液面相切，总是跟液面分界线相垂直，选项D错误．]
表面张力的特点
(1)表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现．
(2)表面张力的方向与液面相切，垂直于分界线．
(3)表面张力的大小由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定．
(4)表面张力的作用是使液体表面积有收缩到最小的趋势．
1．(多选)下列现象中，关于液体的表面张力说法正确的是( )
A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用
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水的表面张力作用的结果
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
E．悬浮在水中的花粉做无规则运动是受水的表面张力作用的结果
ACD [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、C选项正确；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，故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水处于完全失重状态，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；E中是水分子的无规则运动的结果，E错．]
浸润和不浸润、毛细现象、液晶
1．浸润和不浸润现象成因分析
(1)附着层内分子受力情况：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引．
(2)浸润的成因：当固体分子对液体分子的吸引力大于液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稠密，附着层中分子之间表现为斥力，具有扩张的趋势，这时表现为液体浸润固体．
(3)不浸润的成因：当固体分子对液体分子的吸引力小于液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稀疏，附着层中分子之间表现为引力，具有收缩的趋势，这时表现为液体不浸润固体．
2．毛细现象
(1)两种表现：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降．
甲 乙
(2)产生原因：毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系．如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面比管外低．
3．液晶
液晶是介于液体与固体之间的一种中间态的物质，在特定方向上分子排列整齐，其物理性质表现为各向异性，另一方向上分子排列是杂乱的，具有液体的特征，所以晶体还具有流动性，但液晶并不是液体和晶体的混合物．
【例2】 (多选)如图所示，对于液体在器壁附近发生弯曲的现象，下列说法正确的是( )
A．表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏
B．表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部密
C．附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部密
D．附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏
ACD [附着层Ⅰ液体分子比液体内部分子密集，附着层内液体分子间距离小于r0，附着层内分子间作用表现为斥力，附着层有扩散趋势，C正确；附着层Ⅱ内液体分子比液体内部分子稀疏，附着层内液体分子间距离大于r0，附着层内分子间作用表现为引力，附着层有收缩的趋势，D正确；表面层内分子比液体内部疏，表现为引力，A正确，B错误．]
浸润现象的分析要点
(1)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；水浸润玻璃，但不浸润石蜡．
(2)浸润和不浸润可以用附着层的液体分子的分布来解释，浸润的本质是扩展，不浸润的本质是收缩．
2．(多选)若液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，则( )
A．附着层分子密度大于液体内分子的密度
B．附着层分子的作用力表现为引力
C．管中的液体表面一定是下凹
D．液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
E．液体跟固体接触的面积有收缩的趋势
ACD [这是浸润现象，这时固体分子与液体分子间的引力相当强，造成附着层内分子的分布比液体内部密，这样就会使液体间出现相互排斥力，使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势．]
课 堂 小 结
知 识 脉 络
1.液体的微观结构.
2.表面张力的成因.
3.浸润和不浸润、毛细现象及它们的成因.
4.液晶的特点及应用.
1．(多选)下列现象中，哪些是液体的表面张力造成的( )
A．两滴水银相接触，立即会合并到一起
B．熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形
C．用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿
D．水珠在荷叶上呈球形
E．木船漂浮在水面上
ABD [用熔化的玻璃制成各种器皿，跟各种模型有关，并非表面张力造成的，E项是浮力等于重力的结果，故本题选A、B、D.]
2．(多选)把极细的玻璃管插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是( )
AC [因为水能浸润玻璃，无论管内外均为浸润，所以选项A正确，B错误；水银不浸润玻璃，选项C正确；选项D中外面浸润，里面不浸润，所以是不可能的．]
3．下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是( )
A．水是浸润液体，水银是不浸润液体
B．浸润现象中，附着层里分子比液体内部稀疏
C．不浸润现象中，附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强
D．不浸润现象中，附着层里分子间表现出吸引力；浸润现象中，附着层里分子间表现出排斥力
D [一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质均有关，不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体，选项A错误；在浸润现象中，附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大，分子分布比液体内部更密，因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力，附着层有扩展的趋势，故选项B、C错误，选项D正确．]
4．(多选)关于液晶的特点及应用正确的是( )
A．棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态
B．利用液晶在温度变化时由透明变浑浊的特性可制作电子表、电子计算器的显示元件
C．有一种液晶，随温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度
D．利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路中的短路点
E．液晶具有稳定的微观结构
BCD [通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态，但不是任何时候都呈液晶态，故A错，B、C、D对；从某个方向看液晶分子的排列比较整齐，但从另一方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的，E错．]
课件46张PPT。第九章 固体、液体和物态变化2 液体要小 压缩 流动 速度快 稀疏 相互吸引 吸引 收缩 薄层 润湿 附着 浸润 不浸润 固体 分子力 上升 下降 越大 各向异性 温度 浓度 棒状 碟状 平板状 显示器
×√√√×液体的微观结构和表面张力浸润和不浸润、毛细现象、液晶 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十一)
(时间：40分钟 分值：100分)
[基础达标练]
选择题(本题共8小题，每小题6分)
1．(多选)关于液体的表面张力，下列说法正确的是( )
A．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离小于r0
B．产生表面张力的原因是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
E．表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线
BDE [在液体与气体接触的表面处形成一个特殊的薄层，称为表面层，在液体表面层内，分子的分布比液体内部稀疏，它们之间的距离r>r0，分子间作用力表现为引力，因此液体表面有收缩的趋势．故B、D、E项正确．]
2．(多选)关于液体的表面张力，下列说法不正确的是( )
A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力
B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力
C．液体的表面张力随温度的升高而减小
D．液体的表面张力随温度的升高而增大
E．表面张力的方向与液面垂直
ADE [表面张力是液体表面分子间的作用力，A错误；液体表面层内分子较液体内部稀疏，故分子力表现为引力，B正确；表面张力的方向沿液面的切线方向，与分界线垂直，E错误；随温度的升高，液体表面层的分子间的距离增大，引力作用随之减小．所以表面张力减小，C正确，D错误．]
3．(多选)水对玻璃是浸润液体而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将产生上升或下降的现象，现把不同粗细的三根毛细管插入水和水银中，如图所示，不正确的现象应是( )
A B C D E
BCE [浸润液体在毛细管中上升或不浸润液体在毛细管中下降的现象均为毛细现象，毛细管越细，现象越明显，A、D对，B、C、E错．]
4．(多选)清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠．这一物理过程中，水分子间的作用力的下列说法不正确的是( )
A．引力消失，斥力增大 B．斥力消失，引力增大
C．引力、斥力都减小 D．引力、斥力都增大
E．斥力比引力增大的更快
ABC [当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些．]
5．(多选)关于浸润现象，下列说法正确的是( )
A．水是浸润液体，水银是不浸润液体
B．水是不浸润液体，水银是浸润液体
C．浸润现象中，附着层里的分子比液体内部密集
D．不浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏
E．浸润现象中，附着层里的分子具有扩展的趋势
CDE [同一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的，水对玻璃来说是浸润液体，对蜂蜡来说是不浸润液体，水银对玻璃来说是不浸润液体，对铅来说是浸润液体，故A、B错；浸润现象中，附着层里的分子比液体内部密集，不浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏，C、D、E对．]
6．关于液晶的说法正确的是( )
A．有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
B．液晶是液体和晶体的混合物
C．液晶分子保持固定的位置和取向，同时具有位置有序和取向有序
D．液晶具有流动性，光学性质各向同性
A [液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，故A正确；液晶既具有液体的流动性和连续性，又具有光学性质各向异性的特点，故分子的位置不是固定的，故B、C、D错误．]
7．(多选)液晶电视不断降价，逐步走进了千家万户．液晶电视的关键部件是液晶层，下列关于液晶层的工作原理说法中不正确的是( )
A．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
B．液晶的光学性质随温度的变化而变化
C．液晶的光学性质随外加电压的变化而不变
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
E．利用液晶对光具有各向异性的特点
ABC [液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质．温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质．液晶电视依据的是液晶的光学性质随外加电压的变化而变化工作的，D、E正确，B、C错误．]
8．(多选)在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的涂有油的大头针，大头针漂浮在水面上，水也不会流出，下列说法正确的是( )
A．大头针填充了水内分子间的空隙
B．水分子进入了大头针内的空隙
C．水面凸起，也不流出，是表面张力作用的结果
D．水的表面张力在起作用
E．水的表面张力竖直向上的合力等于大头针的重力
CDE [水对涂有油的大头针是不浸润的，故水与大头针接触的表面具有收缩的趋势．随着水与大头针接触面积的增大，使得大头针附近的水面呈弯月形，大头针与水面的接触处受到弯曲水面的表面张力作用，如图：
由于表面张力的竖直分量可与大头针的重力保持平衡，故大头针可漂浮在水面上，故D正确，A、B错误；水面突出水也不会流出，是由表面张力的作用，使水面 收缩导致的，C、E正确．]
[能力提升练]
一、选择题(本题共4小题，每小题6分)
1．(多选)下列关于液晶的说法，不正确的是( )
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
E．液晶的光学性质随温度的变化而变化
ACD [液晶是某些特殊的化合物，在某些方向上分子排列规则，某些方向上杂乱．液晶本身不能发光，所以选项A、C、D错，选项B、E正确．]
2．(多选)在水中浸入两个同样的毛细管，一个是直的，另一个弯的，如图所示，水在直管中上升的高度比在弯管中的最高点还要高，那么弯管中的水，下列判断不正确的是( )
A．会不断地喷出
B．不会流出
C．不一定会流出
D．水滴在弯管处受到表面张力竖直向上的合力不小于其重力
E．无法判断会不会流出
ACE [水滴在弯管口处受重力的作用而向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，使水不能流出，故选项B、D正确．]
3．关于液体，下列说法不正确的是( )
A．水是浸润液体，水银是不浸润液体
B．草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的
C．粉笔能把纸上的墨水吸干是毛细现象
D．液体表面层的分子间隙稍大于液体内部分子间隙
A [浸润与不浸润是相对的，水银对玻璃来说是不浸润液体，但不是对任何固体都是不浸润，故A错误；液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏，故存在液体的表面张力，草叶上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B正确；粉笔吸墨水是因为粉笔内部有很
多细小的通道，属于毛细现象，故C正确；液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为引力，因此液体表面存在张力，故D正确．]
4．(多选)在绕轨道飞行的人造地球卫星上的开口容器中装有某种液体，若该液体在地球上是可浸润器壁的，则( )
A．在卫星上该液体不再浸润器壁
B．在卫星上该液体仍可浸润器壁
C．在卫星上该液体将沿器壁流到容器外去
D．在卫星上该液体仍保留与在地面时相同的形状
BC [液体浸润容器壁时，容器分子对该液体的吸引力大于液体内部分子力，在卫星上该液体仍浸润器壁，故A错误，B正确；在卫星上该液体处于完全失重状态，由重力引起的现象均消失，所以液体沿容器壁流散，不能保留与在地面时相同的形状，故C正确，D错误．]
二、非选择题(本题共2小题，共28分)
5．(14分)如图所示，把橄榄油滴入水和酒精的混合液里，当混合液的密度与橄榄油的密度相同时，滴入的橄榄油呈球状悬浮在液体中，为什么？
[解析] 当橄榄油悬浮在液体中时，橄榄油由于表面张力的作用，使其表面收缩到最小状态，所以橄榄油呈球形．
[答案] 见解析
6．(14分)把水或油灌入小口瓶时，常在瓶口插入一根竹筷或玻璃棒，水或油就沿着竹筷或玻璃棒流入瓶中，不致流到瓶子外面，这是什么道理？如果要将水银灌入小口瓶中，能否采用竹筷或是玻璃棒？你能想出其它的方法吗？
[解析] 水和油对竹筷或玻璃棒是浸润液体；不能；因为水银对竹筷或玻璃是不浸润液体，浸润于铜或锌，所以用铜棒或锌棒引流即可．
[答案] 见解析
