液体液体的微观结构.docx

第六章 非理想气体 固体 液体
6 -6 液体的性质
一. 液体的微观图象.
1．体内部分子运动的内在矛盾
分子力和热运动是决定物质的热学性质的内因，分子力和热运动是对矛盾的 因素,与固体和气体不同，分子力仍居矛盾的主要方面,但其作)首先与液体本身的成分有关
密度小，易挥发的液体，表面张力系数a小。不同的液体其分子势能不等，结合 的紧密程度不同，表面张力系数a不同。
表面张力系数与温度有关
实验表明， a 与温度成反比
与邻近物质的化学性质有关；
( 4)与杂质有关 使表面张力系数降低的物质，成为表面活性物质。
三、球形液面内外的压强差
1．由于表面张力的存在，有时液面会因表面张力而使液面弯曲。例如，我们 大家熟悉的肥皂泡，水里的气泡和小油滴，荷页上的水珠等都是这样。再例如常 见的毛细现象液面也是弯曲的。不论液面怎样弯曲，无非是两种情况：
（1） 凸面：说明液体内部的压强大于外界的压强；如图A
（2） 凹面：说明液体内部的压强小于外界的压强；如图B
A B
2．作为一般的曲面是很复杂的，连很规则的圆锥曲面如抛物、椭圆和双曲类
曲面也很复杂，讨论起来十分不便。这里，我们重点学习一种简单而常见的情况
——球型液面。
其实，更确切地说，是球型液滴 （如油滴）和球壳液面（如肥皂泡， 其厚度可略）。
（1）先讨论球形液滴的一部分
先设在液面处取下一球形液帽 状的小液块，其受力情况为：
第一部分：表面张力；
第二部分：附加压强因起的里兀r2p,由上下压强差引起;
第三部分：重力。 因液块很小，可忽略不计。
稳定后,液滴处于平衡状态。沿页帽边沿 dl 一小段,有
df = a dl,但只有垂直分量才会产生净余效果。 df1 = a dl sin©, 这是一个方向向下的力， f1 = J a sin© dl = 2兀ra sin©, 且 sin© = r / R, 则兀r 2p = 2兀a r2/R ,附加压强p = 2a /R
若为凹形液面，p > 0,反之，p < 0, （2）球形液膜（如肥皂泡）的内外压强差
直接应用上述结果：
2a
p
B
-PA
PB - PC
2a
R
两式相减得：
4a
PA - PC
注意：这里忽略了液膜的厚度,视为为内外半径相等。
（3）因为球形液膜是凸的，pc> pa,符合我们的规定;
(4)① Ap x 1/R , R TtAp I ；
球形液膜越大,其内外压强差于小；
也可这样理解：
Apl既内外压强差减小，会使球形膜的半径增大。
气象探测的气球在高空中拨列就是这种情况。在高空，气压降低，气球膨胀 最终破裂。
再例如，用一根麦管吹肥皂泡，停止吹气，将气体由麦管导出，这时
Apt-R!，肥皂泡收缩。
五、任意弯曲液面内外的压强差
11
附加压强Ap =a （ + ），称为Laplace方程。
RR
12
对于柱型液面，R = R，R2 -8 附加压强Ap =-
六，液面与固体接触处的表面现象
1．润湿和不润湿
润湿：液面附在固体表面上不能滚动，称为润湿。 不润湿：液面不附在固体表面上可以滚动，称为不润湿。 润湿和不润湿是相对的。例如，同种液体在不同固体表面上的结构不同。水银在 玻璃板上是不润湿的可以滚动，