资源简介

(共25张PPT)
2.2　表面张力和毛细现象　
2.3　材料及其应用
1.了解液体的表面张力现象，能解释液体表面张力产生的原因。
2.了解浸润和不浸润现象及毛细现象产生的原因。
3.了解液晶的特点及其应用。
学习目标
在日常生活中，有许多有趣的液体表面现象，例如，叶面上的水珠，水黾停在水面上等。这些现象都与液体表面的微观结构有关。
为什么叶面上的露珠总是球形的？水黾为什么可以停在水面上？
思考与讨论
实验1：把一条细棉线的两端系在铁丝环上，要使棉线处于略为松弛的状态。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。
一、液体的表面张力
观察结果表明，用烧热的针刺破棉线某一侧的薄膜后，另一半肥皂膜就会立即收缩把松弛的棉线绷紧，并且始终向着肥皂膜一侧收缩，液体的表面具有收缩趋势。
实验2：把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂液的薄膜，这时膜上的棉线圈仍是松弛的。用烧热的针刺破棉线圈里的薄膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化。
观察结果表明，刺破棉线圈里的薄膜后，棉线圈外的薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成圆形。
思考：液面为什么会有收缩的趋势？
1.表面层
定义：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫作表面层如图所示。
特点：在液体内部，分子间平均距离r略小于r0，分子间的作用力表现为斥力；在表面层，分子比较稀疏，分子间距离r略大于r0，分子间的作用力表现为引力。
2.表面张力
(1)定义：液体表面各部分间的相互引力叫作表面张力。
(2)液体表面张力的成因分析：
由于蒸发现象，液体表面层分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，该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。
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。
3.表面张力及其作用
(1)表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。
(2)表面张力的大小与边界线长度有关，还跟液体的种类、温度有关。
(3)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小。在体积相同的情况下，球形的表面积最小。
我们已经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，表面层液体有表面张力，使液体具有收缩的趋势，那么在液体与固体接触时，会出现什么现象呢？
二、 浸润和不浸润
1．浸润和不浸润
(1)浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。
(2)不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象。
(3)当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体。反之，液体则不浸润固体。
注意：浸润和不浸润是发生在两种材料(液体与固体)之间的，与这两种物质的性质都有关系，不能单说哪一种材料浸润或不浸润。如：水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润锌。
①当固体分子的吸引力大于液体分子吸引力时
附着层
固
体
液体
附着层
固
体
液体
②当固体分子的吸引力小于液体分子吸引力时
浸润
附着层分子密集
斥力
扩展
不浸润
附着层分子稀疏
引力
收缩
液体与固体接触的位置形成一个液体薄层，叫附着层。
2.浸润和不浸润形成原因
1.定义：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。能够发生毛细现象的管子叫毛细管。
两种表现：浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降(如图所示)。
三、毛细现象
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，此时管内液面呈凸形，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。
3.应用举例
植物的根输送水、下雨时砖墙渗水，锄松土壤，种地时踩实土壤等。
1.液晶：介于固态和液态之间的一种物质状态。
2.特点：既具有像液体那样的流动性和连续性，又具有像晶体那样的各向异性。
四、液晶
注意：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。
3.用途：液晶可以用作显示元件，液晶在生命科学、电子工业、航空工业都有重要应用。
1.材料的种类
(1)按照材料的特性，可以把材料分为结构材料和功能材料两类。
(2)按照材料的应用领域，可以把材料分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等。
(3)习惯上，人们把材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。
2.材料的应用
(1)半导体：半导体是电子信息产业的基础，是许多工业整机设备的核心，作为芯片、存储器等应用在计算机、通信、军事、工业医疗等各个领域。
五、材料及其应用
(2)纳米材料：粒度在1～ 100 nm的材料称为纳米材料。当材料小到纳米尺度时，其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会突变。碳纳米管是目前纳米材料研究领域的热点之一。
(3)石墨烯：石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，是已知强度最高的材料之一，并且能弯曲，有很好的韧性。石墨烯可制作传感器，其灵敏度可与单分子检测的极限相比拟；还可用来制作晶体管，这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。石墨烯的研究与应用在化学、材料、物理、生物、环境、能源等众多学科领域已取得了一系列重要进展。
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
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解析：与气体接触的液体表面层内分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，但由于分子间的距离大于分子的平衡距离r0，分子引力大于分子斥力，分子力表现为引力，即存在表面张力，A、C错误；表面张力的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，B错误；液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现，D正确．
答案： D
2.水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将发生上升或下降现象，现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中，液柱如图所示，其中正确的现象应是(　　)
解析：水银对玻璃是不浸润液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较小，液体分子间距较大(大于r0)，此时附着层内的分子间相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，不浸润液体在毛细管内下降的高度越大，故A、C错误。水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管附着层内液体的分子密度较大，液体分子间距较小(小于r0)，分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩展的趋势，即在毛细管内上升，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内上升的高度越大，故B错误，D正确。
答案： D
3.关于液晶分子的排列，下列说法正确的是(　　)
A.液晶分子在特定方向排列整齐
B.液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化
C.液晶分子的排列整齐而稳定
D.液晶的物理性质稳定
解析：液晶分子的排列是不稳定的，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，从而改变其某些性质，例如：温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异性等，都可以改变液晶的光学性质，即物理性质，故A、B正确.
答案：AB

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