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第5節 液體
第二章
人教版 選擇性必修第三冊
新課導入
我們發現; 一些昆蟲可以停在水面上;葉面上的露珠呈球形……這些現象表明，液體表面可能具有與內部不同的性質。
新課導入
表面層分子間距比較稀疏，分子間距r>r0
分子間的作用表現為引力。
使液面收縮繃緊，使其收縮到表面積最小。
由于蒸發現象，液體跟氣體接觸的表面有一薄層，叫做表面層
1、液體的表面層特點
1、把一條細棉線的兩端系在鐵環上，要使棉線處于略為松馳的狀態。然后將鐵絲環浸入肥皂液里、再拿出來時環上就留下了一層肥皂液的薄膜。這時薄膜上的棉線仍是松弛的。用燒熱的針刺破棉線某一側的薄膜，觀察薄膜和棉線發生的變化。
現象：細棉線被拉直了。
結論：液體表面有收縮的趨勢。
實驗演示
2、把一個棉線圖系在鐵絲環上，使環上布滿肥皂液的薄膜，這時膜上的棉線圈仍是松弛的。用燒熱的針刺破棉圖里的薄膜，觀察棉線圈外的薄膜和棉線圈發生的變化。
結論：液體表面有收縮的趨勢。
現象：棉線圈被拉緊了
實驗演示
液體的表面張力
線兩側液體之間的作用力為引力
①
②
在液體表面設想一條任意直線，把液面分成兩個部分
表面張力方向與液面相切，垂直于所畫的線MN
液面各部分間的相互吸引力就叫做表面張力
2、表面張力
表面張力會使液面收縮，
使其收縮到表面積最小。
在體積相同的各種形狀中，球形表面積最小，故表面張力要使液滴收縮成球形。（周長相同時，圓面積最大）
3、表面張力的作用
實驗視頻
實驗視頻
實驗視頻
1、關于液體的表面張力，下列說法正確的是(　　)
A.液體的表面張力使表面層內液體分子間的平均距離小于r0
B.液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內部
C.產生表面張力的原因是表面層內液體分子間只有引力沒有斥力
D.液體表面張力與浸潤現象都是分子力作用的表現
D
小試牛刀
小試牛刀
2.下列關于液體表面張力的說法中正確的是(　　 )
A.表面張力的作用是使液體表面伸張
B.表面張力的作用是使液體表面繃緊
C.有些小昆蟲能在水面上自由行走，這是由于水的表面張力的緣故
D.用滴管滴液滴，滴的液滴總近似成球形，這是由于表面張力的緣故
BCD
浸潤和不浸潤
PART 02
我們已知道液體跟氣體接觸時，在接觸的表面存在一個薄層---表面層，表面層的性質決定了液體出現表面引力，使液體具有收縮的趨勢。
那么，液體與固體接觸時，會出現什么現象呢？
思考與討論
某種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現象叫浸潤.如：水浸潤玻璃.
某種液體不會潤濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面，這種現象叫做不浸潤.如：水銀不浸潤玻璃.
玻璃試管中的水面
玻璃試管中的水銀面
一般來說，化學性質相近的液體和固體之間可以浸潤。而性質相差較大的就不浸潤。
一種液體是否浸潤某種固體，與這兩種物質的性質都有關。
水浸潤玻璃，不浸潤石蠟
水銀浸潤鉛，不浸潤玻璃
1、浸潤和不浸潤是相對的：
液體與固體接觸的位置形成一個液體薄層，叫附著層.附著層中的液體分子同時受到固體分子的吸引力和液體分子的吸引力。
浸潤不和浸潤，是由固體分子和液體分子對附著層內液體分子的吸引力不同引起的。
附著層
附著層
固
體
液體
固
體
液體
浸潤現象的微觀解釋
附著層
附著層：液體和固體接觸位置形成的液體薄膜
固體分子的吸引力大于液體內部分子的吸引
附著層內分子比液體內部密集（r附著層分子相互排斥
附著層有擴展趨勢
固體
液體
液體浸潤固體
附著層
附著層：液體和固體接觸位置形成的液體薄膜
固體分子的吸引力小于液體內部分子的吸引
附著層內分子比液體內部稀疏（r>r0）
附著層分子相互吸引
附著層有收縮趨勢
固體
液體
液體不浸潤固體
實驗視頻
1、下列對浸潤與不浸潤現象的認識正確的是(　　)
A.水是浸潤液體，水銀是不浸潤液體
B.浸潤現象中，附著層里分子比液體內部稀疏
C.不浸潤現象中，附著層里的分子受到固體分子的吸引較液體內部分子的吸引強
D.不浸潤現象中，附著層里分子間表現出吸引力；浸潤現象中，附著層里分子間表現出排斥力
D
小試牛刀
毛細現象
PART 03
浸潤液體在細管里上升的現象和不浸潤液體在細管里下降的現象，叫做毛細現象。能發生毛細現象的細管，叫做毛細管。
浸潤液體在毛細管里上升后，形成凹液面
不浸潤液體在毛細管里下降后，形成凸液面
毛細現象
液體浸潤管壁，液體邊緣部分的表面張力如圖，表面張力使管中的液體上升，當液體的重力跟表面張力相等時，液面穩定。
mg
液面穩定在一定的高度
mg=F合
能夠發生毛細現象的管叫做毛細管。(不一定是直的)
管子越細，液柱上升的越高。
即：毛細管內徑越小，高度差越大。
毛細現象解釋
毛細管內外液面的高度差與毛細管的內徑有關，毛細管內徑越小，高度差越大。
當管中液體上升到一定高度時，管內高為h的液體所受重力與表面張力平衡，液面穩定在一定的高度。
mg
由于液體浸潤管壁，液面彎曲。液體表面張力形成向上的拉力，這個力使管中液體向上運動。
①液體不浸潤管壁
F
F
毛細現象的產生原因
F壓力差
②液體不浸潤管壁
F
F
由于液體不浸潤管壁，液面彎曲。液體表面張力形成向下的拉力，這個力使管中液體向下運動。
當管中液體下降到一定深度時，管內外高度差為h，管內外的壓力差與表面張力平衡，液面穩定在一定的高度。
毛細管內外液面的高度差與毛細管的內徑有關，毛細管內徑越小，高度差越大。
毛細現象的產生原因
土壤里有很多毛細管
破壞毛細管→保持水分
毛細現象的應用
酒精燈
農民鋤地
墨汁上升
生活中的毛細現象
1、酒精燈里的酒精沿燈芯升到頂端
2、要保存地下的水分, 鋤松地面的土壤，破壞土壤里的毛細管；如果想把地下的水分引上來，就不僅要保持土壤里的毛細管，而且還要使它們變得更細，這時就要用磙子壓緊土壤．
3、植物莖內的導管就是植物體內的極細的毛細管,它能把土壤里的水分吸上來.
4、建筑房屋的時候，在砌磚的地基上鋪一層油氈或涂過瀝青的厚紙，防止地下的水分沿著夯實的地基以及磚墻的毛細管上升，以使房屋保持干燥．
毛巾吸汗，磚塊吸水，粉筆吸墨水，都是常見的毛細現象．在紙張、棉花、毛巾、粉筆、木材、土壤、磚塊等物體內部有許多細小的孔道，起著毛細管作用．
生活中的毛細現象
小試牛刀
1、把極細的玻璃管分別插入水中與水銀中，如圖所示，正確表示毛細現象的是(　　)
AC
小試牛刀
2.下列關于毛細現象說法不正確的是（　　）
A．磚塊吸水是毛細現象
B．毛巾的一只角浸入水中，水會沿毛巾上升，使毛巾濕潤
C．毛細現象表現為：浸潤細管的液體在細管中上升、不浸潤細管的液體在細管中下降
D．自來水筆從墨水瓶里把墨水吸進筆中是毛細現象
D
液晶
PART 04
構成液晶的分子為有機分子，大多為棒狀，其棒長多為棒直徑的5倍以上，由于這種長棒狀的分子結構，使得分子集合體在沒有外界干擾的情況下趨向分子相互平行排列。
液晶具有液體的流動性，但在低溫時液晶會凝固成結晶態，不僅分子的取向是有序的，而且分子重心的位置也是有序的
當溫度升高時，晶體中分子的熱運動增強，使分子重心位置的有序性消失，轉為液晶態
當溫度進一步升高時，分子取向有序性也消失，完全進入無序的狀態，變成液態
1、液晶的分子形狀及分子排列特征
液晶是介于固態和液態之間的一種物質狀態。液晶態既具有液體的流動性，又在一定程度上具有晶體分子的規則排列的性質。（既不是液體，也不是晶體）
液晶
2、液晶具有光學各向異性
有些物質在特定的溫度范圍之內具有液晶態；另一些物質，在適當的溶劑中溶解時，在一定的濃度范圍具有液晶態。
入射光的偏振方向與液晶分子長軸的方向成不同夾角時，液晶對光的折射率不同。因此，一束非偏振光射入液晶層后再射出時，由于液晶折射率的各向異性會產生兩束光程不同的光。
3、在腦、肌肉和視網膜等多種人體組織中都發現了液晶結構
大腦
肌肉
視網膜
液晶
扭曲持列的液晶分子具有旋光性，即光的偏振方向沿液晶的排列方向被轉。
液晶顯示
液晶的特性決定了它的用途，它在顯示技術、電子工業、航空工業、生物醫學等多方面都有廣泛的應用．
筆記本電腦的液晶顯示屏
4.液晶的一般用途
小試牛刀
1．關于液晶的特點及應用正確的是（　　）
A．棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質呈液晶態
B．利用液晶在溫度變化時由透明變渾濁的特性可制作電子表、電子計算器的顯示元件
C．有一種液晶，隨溫度的逐漸升高，其顏色按順序改變，利用這種性質，可用來探測溫度
D．液晶具有穩定的微觀結構
BC
小試牛刀
2.關于液晶下列說法正確的是（ ）
A．液晶是液體和晶體的混合物
B．液晶分子在特定方向排列比較整齊，但不穩定
C．電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發光
D．所有物質在一定條件下都能成為液晶
B
典例分析
PART 05
課堂小結
(1)表面張力是分子力的宏觀表現。 (　　)
(2)表面張力使液體表面具有向外擴張的趨勢。 (　　)
(3)有些昆蟲可以在水面上自由走動是由于有液體表面張力的緣故。 (　　)
(4)若某種液體浸潤某一固體，那么它對所有固體都浸潤。 (　　)
(5)液晶的各種物質性質均表現為各向異性。 (　　)
(6)液晶具有液體的流動性，液晶的分子排列與液態相同。 (　　)
√
×
√
×
×
×
判一判
1、把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就會變鈍。這是什么緣故
解釋：玻璃熔燒后，它的表面層面在表面張力作用下，收縮到最小面積，從而使尖端變圓。
想一想
2、在地面上，盤中較小的水銀滴接近球形，較大的水銀滴呈扁平形。那么，在處于失重狀態的宇宙飛船中，一大滴水銀會呈什么形狀
解釋：處于失重狀態，由于消除了重力影響，大滴水銀的表面將收縮到最小面積——球形。
失重狀態下的水銀
想一想
解釋：放在衣料上、下面的棉紙內有許多細小的孔道起著毛細管的作用，當蠟或油脂受熱熔化成液體后，由于毛細現象，它們就會被棉紙吸掉。
3、要想把凝在衣料上的蠟去掉，可以把兩層棉紙分別放在蠟跡的上畫和下面，然后用斗在棉紙上來回致燙。為什么這樣做可以去掉衣上的蠟
想一想
4、透過布制的傘面能看得見紗線間的縫隙，但是傘卻不漏雨水，解釋這種現象。
解釋：因為水能浸潤紗線，在其孔隙內水中形成向下彎曲的水面，彎曲水面的表面張力，承受住孔隙內水所受的重力，使得雨滴不漏下。
想一想
5、在一次小發明討論會上，李曉冬有一個創意。他發現廚房碗里油瓶的下面總是有累乎乎的油痕跡，這是由于每次倒醬油的時侯總會有一些醬油沿著瓶口流下來所造成的。李曉冬想，只要選擇恰當的材料做醬油瓶的瓶口，就能保持瓶子清潔。于是，他把醬油分別滴在不同的材料上進行試驗。請你觀察圖9.2-14，你認為應該選擇哪一種材料 請你解釋李曉冬這項創意的道理。
解釋：應選用對醬油不浸潤的材料(即黃顏色的那種).因為用不浸潤醬油的材料做瓶口，瓶口不易附著醬油。
想一想
6、把一枚衣針在手上一蹭，然后放到一張棉紙上。用手托著棉紙、放入水中。棉紙浸濕下沉，而縫衣針會停在水面。把針按下水面，針就不再浮起。試一試，并解釋看到的現象。
解釋：縫衣針會停在水面是由于表面張力的原因。液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層叫做表面層，表面層里的分子比液體內部稀疏，分子間的距離比液體內部大一些，分子間的相互作用表現為引力。就象你要把彈簧拉開些，彈簧反而表現具有收縮的趨勢。正是因為這種張力的存在，縫衣針才會停在水面。
把針按下水面，針就不再浮起，是由于在水中表面張力消失，針受到的浮力要小于它的重力的原因。
想一想
小試牛刀
1.(多選)下列說法正確的是（　　）
A．液晶既具有液體的流動性，又具有光學各向異性
B．微粒越大，撞擊微粒的液體分子數量越多，布朗運動越明顯
C．太空中水滴成球形，是液體表面張力作用的結果
D．單位時間內氣體分子對容器壁單位面積上碰撞次數減少，氣體的壓強一定減小
AC
2、如圖所示，圖A是一個鐵絲圈，中間較松地系一根棉線；圖B是浸過肥皂水的鐵絲圈；圖C表示用手指輕碰一下棉線的左邊；圖D表示棉線左邊的肥皂水膜破了，棉線被拉向右邊，這個實驗說明了(　　)
A.物質是由大量分子組成的
B.分子間存在引力
C.組成物質的分子不停地做無規則運動
D.分子之間有空隙
B
小試牛刀
小試牛刀
3. (多選)下面關于液體表面層的一些說法正確的是(　　)
A.液體表面張力，總是垂直于液體表面的
B.表面層分子間有引力存在的同時也有斥力，但是引力大于斥力，所以有表面張力
C.液體表面層的分子分布比液體內部都要密，是產生表面張力的原因
D.處于液體表面層的分子，比起液體內部的分子應有較大的勢能
BD
4、(多選)關于液晶，下列說法正確的是(　　)
A.因為液晶是介于晶體與液體之間的中間態，所以液晶實際上是一種非晶體
B.液晶具有液體的流動性，是因為液晶分子盡管有序排列，但卻位置無序，可自由移動
C.任何物質在任何條件下都可以存在液晶態
D.天然存在的液晶很少，多數液晶是人工合成的
BD
小試牛刀
小試牛刀
5.關于四幅圖中現象的分析，下列說法正確的是（ ）
A.甲圖中水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結果
B.乙圖中將棉線圈中肥皂膜Q刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結果
C.丙圖中毛細管中液面高于管外液面的是毛細現象，低于管外液面的不是毛細現象
D.丁圖中玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會變鈍，是一種浸潤現象
B
6、(多選)關于液體，下列說法正確的是( 　　)
A.水銀滴放到打磨干凈的鉛板上，水銀就附著在鉛板上，很難擦去，是因為附著層內分子之間的作用表現為斥力
B.液晶顯示器是液晶中摻入少量多色性染料，染料分子會與液晶分子結合而定向排列，從而表現出光學各向異性的特點
C.毛細現象是浸潤和不浸潤及液體表面張力作用形成的現象，現象是否明顯與液體種類和毛細管的材料有關
D.液體表面層中分子間的距離比液體內部分子間的距離小
E.水黽停在水面上受到重力和水表面張力的作用，這兩個力大小相等，方向相反
ABC
小試牛刀
7．同一種液體，滴在固體A的表面時，出現如圖甲所示的情況；當把毛細管B插入這種液體時，液面又出現如圖乙所示的情況。若A固體和B毛細管都很干凈，則下列說法正確的是（　　）
A．A固體和B管可能是由同種材料制成的
B．A固體和B管一定不是由同種材料制成的
C．固體A的分子對液體附著層內的分子的引力比B管的分子對液體附著層內的分子的引力小些
D．固體A的分子對液體附著層內的分子的引力比B管的分子對液體附著層內的分子的引力大些
BC

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