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第九章 固体、液体和物态变化
第九章 固体、液体和物态变化
小
流动
快
稀疏
引力
绷紧
浸润
不浸润
附着层
分子力
上升
下降
大
流动
异
温度
浓度
无序
有序
显示器
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第2节 液 体
1.知道液体的微观结构． 2.通过观察和实验，知道液体的表面张力现象、浸润和不浸润现象及毛细现象，并能解释有关现象． 3.知道液晶的特征，了解液晶的分子结构特点、液晶的特性及应用．
一、液体的微观结构和液体的表面张力
1．液体的微观结构
(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小．
(2)宏观特性：有一定的体积，不易被压缩，具有流动性，比固体扩散快．
2．液体的表面张力
(1)表面层：分子比较稀疏，分子间作用力表现为引力．
(2)表面张力：使液体表面绷紧的力．
1．(1)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势．( )
(2)表面张力是液体表面各部分间存在的相互吸引力．( )
(3)水黾可以停在水面上不是表面张力引起的．( )
提示：(1)√ (2)√ (3)×
二、浸润和不浸润、毛细现象
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，这种现象叫做浸润．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，这种现象叫做不浸润．
(2)当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫做附着层．
(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．
(2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大．
松土为什么能保持土壤中的水分？
提示：把地面的土壤锄松，破坏了土壤里的毛细管，地下的水分就不会沿着毛细管上升到地面被蒸发掉．
三、液晶
1．概念：有些化合物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，人们把处于这种状态的化合物叫液晶．
2．出现液晶态的条件：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，在一定的浓度范围之内具有液晶态．
3．微观结构：位置无序使它像液体，而排列有序使它像晶体，所以液晶是有晶体结构的液体．
4．用途：当前液晶最主要的应用方向是在显示器方面的应用．
2．(1)液晶是一种晶体．( )
(2)液晶是一种液体．( )
(3)液晶具有晶体的光学各向异性．( )
提示：(1)× (2)× (3)√
液体表面层的微观结构与表面张力
1．表面层的微观结构
(1)分子间距离特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏．
(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，使液体表面形成一层绷紧的膜．
2．表面张力及效果
(1)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．
(2)表面张力的大小：与边界线长度有关，还与液体的种类、温度有关．
(3)表面张力的效果：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．
对下列现象的成因解释正确的是( )
A．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
B．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体的表面张力与其重力平衡的结果
C．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
D．液面为凸形时表面张力使表面收缩，液面为凹形时表面张力使表面伸张
[解析] 木块浮在水面上是浮力与其重力平衡，A错误；小昆虫在水面上不下陷是液膜对其弹力与其重力平衡，B错误；水在表面张力作用下，收缩到表面积最小，即球形，C正确；不论液面为凸面还是凹面，表面张力的效果总使表面收缩到最小，故D错误．
[答案] C
1.液体表面张力产生的原因是( )
A．在液体的表面层，分子间距大，分子之间斥力消失，只有引力
B．由于气体分子对表面层液体分子的吸引
C．在液体的表面层里，由于分子间距比液体内部大，分子间引力大于斥力
D．由于受到指向液体内部的吸引力作用
解析：选C．在液体内部，分子间距约为r0，分子间引力与斥力大致相等，在表面层，分子间距大于r0，分子间引力大于斥力，合力为引力，即表面张力．
浸润、不浸润及毛细现象
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，以及不浸润液体在细管中下降．
(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．
关于浸润和不浸润及毛细现象，下列说法中正确的是( )
A．水银是浸润液体，水是不浸润液体
B．在内径小的容器里，如果液体能浸润容器壁，则液面成凹形，且液体在容器内上升
C．如果固体分子对液体分子的引力较弱，就会形成浸润现象
D．两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中，管内水柱高度相同
[解析] 液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体共同决定的，A错；如果液体浸润容器壁就会形成凹面，且液体在容器中上升，B对；如果固体分子对液体表面层分子的引力大于液体内部分子的引力，附着层内的分子较密，分子力表现为斥力，会看到液体的浸润现象，C错；内径不同的几支细玻璃管，管内水柱的高度不同，管越细，高度越高，毛细现象越明显，D错．
[答案] B
(1)对同一种固体，有些液体浸润，有些液体不浸润；同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的．例如，水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡，水银不能浸润玻璃，但能浸润铅．
(2)浸润情况下，管内液面呈凹形，管内液面要比管外高；不浸润情况下，管内液面呈凸形，比管外低．毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大．
2.(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分别插入水和水银中，如图所示，正确的现象应是( )
解析：选AD．浸润液体在细管中上升或不浸润液体在细管中下降的现象为毛细现象，管子越细，现象越明显，A、D对，B、C错．
液晶的特点和应用
1．液晶的特点
(1)液晶是一种介于固态和液态之间的物质，是有规则分子排列的有机化合物，如果把它加热则会呈现出透明状的液体状态，把它冷却则会出现结晶颗粒的浑浊固体状态，由于它的这种特性，被称之为液晶．
(2)液晶分子既可保持排列有序性，保持各向异性，又可以自由移动；位置无序使它像液体，具有流动性，而排列有序使它像晶体，所以液晶是有晶体结构的液体．
(3)液晶在光照、温度、电场等外界作用下，会产生很多的光学性质．目前使用的液晶材料多数是人工合成的，天然的液晶材料很少．
2．液晶的应用：液晶在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要作用．
关于液晶，下列说法中正确的是( )
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
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
[解析] 液晶是某些特殊的有机化合物，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错误，选项B正确．
[答案] B
3.(多选)下列有关液晶的说法，正确的是( )
A．液晶具有流动性
B．液晶具有各向异性
C．液晶具有稳定的空间排列规律
D．液晶就是液态的晶体
解析：选AB.液晶既有液体的流动性，又具有晶体分子排列整齐、各向异性的特点，但其空间排列规律不稳定，故选AB.
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