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第5节 液体
第二章
人教版 选择性必修第三册
新课导入
我们发现; 一些昆虫可以停在水面上;叶面上的露珠呈球形……这些现象表明，液体表面可能具有与内部不同的性质。
新课导入
表面层分子间距比较稀疏，分子间距r>r0
分子间的作用表现为引力。
使液面收缩绷紧，使其收缩到表面积最小。
由于蒸发现象，液体跟气体接触的表面有一薄层，叫做表面层
1、液体的表面层特点
1、把一条细棉线的两端系在铁环上，要使棉线处于略为松驰的状态。然后将铁丝环浸入肥皂液里、再拿出来时环上就留下了一层肥皂液的薄膜。这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破棉线某一侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化。
现象：细棉线被拉直了。
结论：液体表面有收缩的趋势。
实验演示
2、把一个棉线图系在铁丝环上，使环上布满肥皂液的薄膜，这时膜上的棉线圈仍是松弛的。用烧热的针刺破棉图里的薄膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化。
结论：液体表面有收缩的趋势。
现象：棉线圈被拉紧了
实验演示
液体的表面张力
线两侧液体之间的作用力为引力
①
②
在液体表面设想一条任意直线，把液面分成两个部分
表面张力方向与液面相切，垂直于所画的线MN
液面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力
2、表面张力
表面张力会使液面收缩，
使其收缩到表面积最小。
在体积相同的各种形状中，球形表面积最小，故表面张力要使液滴收缩成球形。（周长相同时，圆面积最大）
3、表面张力的作用
实验视频
实验视频
实验视频
1、关于液体的表面张力，下列说法正确的是(　　)
A.液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离小于r0
B.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
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.液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现
D
小试牛刀
小试牛刀
2.下列关于液体表面张力的说法中正确的是(　　 )
A.表面张力的作用是使液体表面伸张
B.表面张力的作用是使液体表面绷紧
C.有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于水的表面张力的缘故
D.用滴管滴液滴，滴的液滴总近似成球形，这是由于表面张力的缘故
BCD
浸润和不浸润
PART 02
我们已知道液体跟气体接触时，在接触的表面存在一个薄层---表面层，表面层的性质决定了液体出现表面引力，使液体具有收缩的趋势。
那么，液体与固体接触时，会出现什么现象呢？
思考与讨论
某种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫浸润.如：水浸润玻璃.
某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.如：水银不浸润玻璃.
玻璃试管中的水面
玻璃试管中的水银面
一般来说，化学性质相近的液体和固体之间可以浸润。而性质相差较大的就不浸润。
一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关。
水浸润玻璃，不浸润石蜡
水银浸润铅，不浸润玻璃
1、浸润和不浸润是相对的：
液体与固体接触的位置形成一个液体薄层，叫附着层.附着层中的液体分子同时受到固体分子的吸引力和液体分子的吸引力。
浸润不和浸润，是由固体分子和液体分子对附着层内液体分子的吸引力不同引起的。
附着层
附着层
固
体
液体
固
体
液体
浸润现象的微观解释
附着层
附着层：液体和固体接触位置形成的液体薄膜
固体分子的吸引力大于液体内部分子的吸引
附着层内分子比液体内部密集（r附着层分子相互排斥
附着层有扩展趋势
固体
液体
液体浸润固体
附着层
附着层：液体和固体接触位置形成的液体薄膜
固体分子的吸引力小于液体内部分子的吸引
附着层内分子比液体内部稀疏（r>r0）
附着层分子相互吸引
附着层有收缩趋势
固体
液体
液体不浸润固体
实验视频
1、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
小试牛刀
毛细现象
PART 03
浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象。能发生毛细现象的细管，叫做毛细管。
浸润液体在毛细管里上升后，形成凹液面
不浸润液体在毛细管里下降后，形成凸液面
毛细现象
液体浸润管壁，液体边缘部分的表面张力如图，表面张力使管中的液体上升，当液体的重力跟表面张力相等时，液面稳定。
mg
液面稳定在一定的高度
mg=F合
能够发生毛细现象的管叫做毛细管。(不一定是直的)
管子越细，液柱上升的越高。
即：毛细管内径越小，高度差越大。
毛细现象解释
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。
当管中液体上升到一定高度时，管内高为h的液体所受重力与表面张力平衡，液面稳定在一定的高度。
mg
由于液体浸润管壁，液面弯曲。液体表面张力形成向上的拉力，这个力使管中液体向上运动。
①液体不浸润管壁
F
F
毛细现象的产生原因
F压力差
②液体不浸润管壁
F
F
由于液体不浸润管壁，液面弯曲。液体表面张力形成向下的拉力，这个力使管中液体向下运动。
当管中液体下降到一定深度时，管内外高度差为h，管内外的压力差与表面张力平衡，液面稳定在一定的高度。
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。
毛细现象的产生原因
土壤里有很多毛细管
破坏毛细管→保持水分
毛细现象的应用
酒精灯
农民锄地
墨汁上升
生活中的毛细现象
1、酒精灯里的酒精沿灯芯升到顶端
2、要保存地下的水分, 锄松地面的土壤，破坏土壤里的毛细管；如果想把地下的水分引上来，就不仅要保持土壤里的毛细管，而且还要使它们变得更细，这时就要用磙子压紧土壤．
3、植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管,它能把土壤里的水分吸上来.
4、建筑房屋的时候，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，防止地下的水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升，以使房屋保持干燥．
毛巾吸汗，砖块吸水，粉笔吸墨水，都是常见的毛细现象．在纸张、棉花、毛巾、粉笔、木材、土壤、砖块等物体内部有许多细小的孔道，起着毛细管作用．
生活中的毛细现象
小试牛刀
1、把极细的玻璃管分别插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是(　　)
AC
小试牛刀
2.下列关于毛细现象说法不正确的是（　　）
A．砖块吸水是毛细现象
B．毛巾的一只角浸入水中，水会沿毛巾上升，使毛巾湿润
C．毛细现象表现为：浸润细管的液体在细管中上升、不浸润细管的液体在细管中下降
D．自来水笔从墨水瓶里把墨水吸进笔中是毛细现象
D
液晶
PART 04
构成液晶的分子为有机分子，大多为棒状，其棒长多为棒直径的5倍以上，由于这种长棒状的分子结构，使得分子集合体在没有外界干扰的情况下趋向分子相互平行排列。
液晶具有液体的流动性，但在低温时液晶会凝固成结晶态，不仅分子的取向是有序的，而且分子重心的位置也是有序的
当温度升高时，晶体中分子的热运动增强，使分子重心位置的有序性消失，转为液晶态
当温度进一步升高时，分子取向有序性也消失，完全进入无序的状态，变成液态
1、液晶的分子形状及分子排列特征
液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质。（既不是液体，也不是晶体）
液晶
2、液晶具有光学各向异性
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，在一定的浓度范围具有液晶态。
入射光的偏振方向与液晶分子长轴的方向成不同夹角时，液晶对光的折射率不同。因此，一束非偏振光射入液晶层后再射出时，由于液晶折射率的各向异性会产生两束光程不同的光。
3、在脑、肌肉和视网膜等多种人体组织中都发现了液晶结构
大脑
肌肉
视网膜
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转。
液晶显示
液晶的特性决定了它的用途，它在显示技术、电子工业、航空工业、生物医学等多方面都有广泛的应用．
笔记本电脑的液晶显示屏
4.液晶的一般用途
小试牛刀
1．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．液晶具有稳定的微观结构
BC
小试牛刀
2.关于液晶下列说法正确的是（ ）
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
B
典例分析
PART 05
课堂小结
(1)表面张力是分子力的宏观表现。 (　　)
(2)表面张力使液体表面具有向外扩张的趋势。 (　　)
(3)有些昆虫可以在水面上自由走动是由于有液体表面张力的缘故。 (　　)
(4)若某种液体浸润某一固体，那么它对所有固体都浸润。 (　　)
(5)液晶的各种物质性质均表现为各向异性。 (　　)
(6)液晶具有液体的流动性，液晶的分子排列与液态相同。 (　　)
√
×
√
×
×
×
判一判
1、把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝。这是什么缘故
解释：玻璃熔烧后，它的表面层面在表面张力作用下，收缩到最小面积，从而使尖端变圆。
想一想
2、在地面上，盘中较小的水银滴接近球形，较大的水银滴呈扁平形。那么，在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈什么形状
解释：处于失重状态，由于消除了重力影响，大滴水银的表面将收缩到最小面积——球形。
失重状态下的水银
想一想
解释：放在衣料上、下面的棉纸内有许多细小的孔道起着毛细管的作用，当蜡或油脂受热熔化成液体后，由于毛细现象，它们就会被棉纸吸掉。
3、要想把凝在衣料上的蜡去掉，可以把两层棉纸分别放在蜡迹的上画和下面，然后用斗在棉纸上来回致烫。为什么这样做可以去掉衣上的蜡
想一想
4、透过布制的伞面能看得见纱线间的缝隙，但是伞却不漏雨水，解释这种现象。
解释：因为水能浸润纱线，在其孔隙内水中形成向下弯曲的水面，弯曲水面的表面张力，承受住孔隙内水所受的重力，使得雨滴不漏下。
想一想
5、在一次小发明讨论会上，李晓冬有一个创意。他发现厨房碗里油瓶的下面总是有累乎乎的油痕迹，这是由于每次倒酱油的时侯总会有一些酱油沿着瓶口流下来所造成的。李晓冬想，只要选择恰当的材料做酱油瓶的瓶口，就能保持瓶子清洁。于是，他把酱油分别滴在不同的材料上进行试验。请你观察图9.2-14，你认为应该选择哪一种材料 请你解释李晓冬这项创意的道理。
解释：应选用对酱油不浸润的材料(即黄颜色的那种).因为用不浸润酱油的材料做瓶口，瓶口不易附着酱油。
想一想
6、把一枚衣针在手上一蹭，然后放到一张棉纸上。用手托着棉纸、放入水中。棉纸浸湿下沉，而缝衣针会停在水面。把针按下水面，针就不再浮起。试一试，并解释看到的现象。
解释：缝衣针会停在水面是由于表面张力的原因。液体跟气体接触的表面存在一个薄层叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势。正是因为这种张力的存在，缝衣针才会停在水面。
把针按下水面，针就不再浮起，是由于在水中表面张力消失，针受到的浮力要小于它的重力的原因。
想一想
小试牛刀
1.(多选)下列说法正确的是（　　）
A．液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性
B．微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，布朗运动越明显
C．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果
D．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强一定减小
AC
2、如图所示，图A是一个铁丝圈，中间较松地系一根棉线；图B是浸过肥皂水的铁丝圈；图C表示用手指轻碰一下棉线的左边；图D表示棉线左边的肥皂水膜破了，棉线被拉向右边，这个实验说明了(　　)
A.物质是由大量分子组成的
B.分子间存在引力
C.组成物质的分子不停地做无规则运动
D.分子之间有空隙
B
小试牛刀
小试牛刀
3. (多选)下面关于液体表面层的一些说法正确的是(　　)
A.液体表面张力，总是垂直于液体表面的
B.表面层分子间有引力存在的同时也有斥力，但是引力大于斥力，所以有表面张力
C.液体表面层的分子分布比液体内部都要密，是产生表面张力的原因
D.处于液体表面层的分子，比起液体内部的分子应有较大的势能
BD
4、(多选)关于液晶，下列说法正确的是(　　)
A.因为液晶是介于晶体与液体之间的中间态，所以液晶实际上是一种非晶体
B.液晶具有液体的流动性，是因为液晶分子尽管有序排列，但却位置无序，可自由移动
C.任何物质在任何条件下都可以存在液晶态
D.天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的
BD
小试牛刀
小试牛刀
5.关于四幅图中现象的分析，下列说法正确的是（ ）
A.甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果
B.乙图中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果
C.丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象
D.丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象
B
6、(多选)关于液体，下列说法正确的是( 　　)
A.水银滴放到打磨干净的铅板上，水银就附着在铅板上，很难擦去，是因为附着层内分子之间的作用表现为斥力
B.液晶显示器是液晶中掺入少量多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性的特点
C.毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象，现象是否明显与液体种类和毛细管的材料有关
D.液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离小
E.水黾停在水面上受到重力和水表面张力的作用，这两个力大小相等，方向相反
ABC
小试牛刀
7．同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况。若A固体和B毛细管都很干净，则下列说法正确的是（　　）
A．A固体和B管可能是由同种材料制成的
B．A固体和B管一定不是由同种材料制成的
C．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些
D．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力大些
BC

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