1、6-7 液體的表面張力一、表面張力現象第1頁/共32頁第2頁/共32頁二.表面張力和表面張力系數 表面張力可以由前圖a得到.表面張力的大小與液面的周界(或截線)長度l成正比,即 表面張力是作用于液體表面是的使液體具有收縮傾向的一種力。此力與截線垂直并與該處液面相切.1、表面張力lflfF22外并由c得到外力第3頁/共32頁表面張力系數與其它因素的關系(溫度,表面活性物質,臨界介質)能使明顯變小的物質稱為表面活性物質 若一種物質甲能顯著地降低另一種物質乙的表面張力，就說甲對乙具有表面活性。第4頁/共32頁例6-5.長為a寬為b. 求出水的表面張力系數.mbmakgm223100 . 3,102

2、. 3,1088. 0第5頁/共32頁三.表面能 由圖6.35(a).(c)可以看出,設使AB邊向右移動距離SxABxfxFA22外式中 表示AB邊移動 時液膜的兩個表面所增加的總面積,在等溫過程的條件下,這個功轉變為液體表面能的增量 ,所以可以得出SxESE表面能:張力系數在數值上等于在等溫條件下液體表面增加單位面積時所增加的表面能表能自由能:表面能不同于表面內能,可以認為,它是表面內能的一部分,是在等溫條件下能夠轉變為機械功的那一部分,在熱力學中稱為表面自由能.第6頁/共32頁兩個問題的討論:(1) 表面積問題:理論和實驗表明,在等溫條件下,體積一定的液體的平衡態對于表面自由能取極小值.(

3、2) 表面層: 從微觀角度來看,液體表面并不是一個真正的幾何面,而是一個厚度為分子力有效作用距離的薄層,稱為表面層第7頁/共32頁第8頁/共32頁6-8、彎曲液面附加壓強一.附加壓強的存在acbppp0ppa0ppb0ppp由于表面張力的作用,使彎曲液面內無限接近于液面處液面處液體壓強p與液面外的壓強p0之間存在著壓強差,此壓強差 稱為彎曲液面下的附加壓強 0ppp第9頁/共32頁二.球形液面下附加壓強的計算(1)計算S球冠面上的大氣壓的合力p0S第10頁/共32頁(2)計算半徑為r的球冠面上周邊上表面張力1sindldffdl1sinrRr2Rr22第11頁/共32頁(3)重力mg(4)在底

4、面S上受到下面液體的壓力為PS.P為S面上的液體壓強,也就是彎曲液面下液體內部A點的壓強.fmgSppS0RprfPSfpp2/0200Rpp20由于mg很小,可忽略不計,有:(5)對于凹面液體Rpp20(6)對于球形氣泡內外壓強差為:Rp4第12頁/共32頁第13頁/共32頁任意液面附加壓強：. 1這是拉普拉斯公式三.拉普拉斯公式)11(21RRp2.圓柱形凹液面dp2第14頁/共32頁第15頁/共32頁6-9、毛細現象及毛細管公式一.潤濕和不潤濕 接觸角第16頁/共32頁例如：水 + 玻璃 水 + 涂有油脂的玻璃 附著力附著層內聚力接觸角固體液體A第17頁/共32頁（二）、毛細現象第18頁

5、/共32頁ABCDhRgrhcos2第19頁/共32頁6-7 液體的表面張力一、表面張力現象第20頁/共32頁第21頁/共32頁二.表面張力和表面張力系數 表面張力可以由前圖a得到.表面張力的大小與液面的周界(或截線)長度l成正比,即 表面張力是作用于液體表面是的使液體具有收縮傾向的一種力。1、表面張力lflfF22外并由c得到外力第22頁/共32頁表面張力系數與其它因素的關系能使明顯變小的物質稱為表面活性物質 若一種物質甲能顯著地降低另一種物質乙的表面張力，就說甲對乙具有表面活性。第23頁/共32頁例6-5.長為a寬為b. 求出水的表面張力系數.mbmakgm223100 . 3,102 .

6、 3,1088. 0第24頁/共32頁三.表面能 由圖6.35(a).(c)可以看出,設使AB邊向右移動距離SxABxfxFA22外式中 表示AB邊移動 時液膜的兩個表面所增加的總面積,在等溫過程的條件下,這個功轉變為液體表面能的增量 ,所以可以得出SxESE表面能:張力系數在數值上等于在等溫條件下液體表面增加單位面積時所增加的表面能表能自由能:表面能不同于表面內能,可以認為,它是表面內能的一部分,是在等溫條件下能夠轉變為機械功的那一部分,在熱力學中稱為表面自由能.第25頁/共32頁6-8、彎曲液面附加壓強dldfdf1df2roSRC內外一.附加壓強的存在由于表面張力的作用,使彎曲液面內無限接近于液面處液面處液體壓強p與液面外的壓強p0之間存在著壓強差,此壓強差 稱為彎曲液面下的附加壓強 0ppp二.球形液面下附加壓強的計算(1)計算S球冠面上的大氣壓的合力p0S(2)計算半徑為r的球冠面上周邊上表面張力Rrf22(3)重力mg(4)在底面S上受到下面液體的壓力為PS.P為S面上的液體壓強,也就是彎曲液面下液體內部A點的壓強.第26頁/共32頁)11(21RRp任意液面附加壓強：Rpp20球形液膜這是拉普拉斯公式RaP20三.拉普拉斯公式第27頁/共32頁6-9、毛細現象及毛細管公式一.潤濕和不潤濕 接觸角第28頁