表面张力附加压强毛细现象VIP免费

一、表面张力现象：许多现象说明，液体的表面有如张紧的弹性薄膜，有收缩的趋势。（“液体表面”是指液面下厚度约为分子引力有效作用距离的一层液体。）液体的表面张力表面张力现象演示：液膜收缩使细线弯曲表面张力类似于固体内部的拉伸应力，只不过这种应力存在于极薄的表面层内，而且不是由于弹性形变引起的，是表面层内分子力作用的结果。二、表面张力和表面张力系数1.表面张力:设想在液面上做一长度为的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的f相互作用，而且力的方向恒与线段垂直，大小与线段长度成正比。lf式中比例系数称为表面张力系数。2、表面张力系数：其数值等于液面上作用在每单位长度假想线段上的表面张力。lf下面我们从做功的角度给出表面张力系数的另一定义：因液面存在张力而有收缩的趋势，所以要加大液体表面，外力必须做功。设有一沾有液膜的金属框ABCD，AB＝,由于液面有两个表面，要使AB保持平衡，必须施加的lF2外ABCDF外设AB边在F外作用下缓慢移动一段距离，则外力所作的功为xxlS2是所增加的液面面积（两个表面）。SxlxFW2外（1）由（1）得：SW表面张力系数在数值上等于增加单位表面积时外力所作的功——表面张力系数的另一定义。2.决定液体表面张力系数的因素：（1）液体的种类。密度小、易蒸发的液体表面张力系数小。在等温条件下，变为液体的表面能。WESE所以，表面张力系数在数值上又等于在等温条件下增加单位表面积时所增加的表面能。（3）杂质。加入杂质能使增加或减小，能使减少的物质称为表面活性物质。（如：肥皂）（2）液体的温度。温度升高，减小。例：为估计液体表面积改变时能量的变化，试计算半径为r＝2×10-3mm的许多水滴融合成一个半径R＝2mm的大水滴时所释放的能量。解：n个水滴的总表面积为nrS24融合后，大水滴的表面积为204RS)(4)(220RnrSSSE而水滴体积保持不变，即333434Rnr)1(42rRRE)(106.31073)1102102()102(14.34336323J一、液体自由表面的形状及受力情况二、附加压强弯曲液面下的附加压强气液(b)凸液面P0ΔSffP(a)水平液面ΔSffP0P(c)凹液面PΔSffP0气液体表面垂直方向的力相当于对液面产生了一个附加的压强，把弯曲液面内无限接近液面的压强P内与液面外的压强P外之间的差值定义为附加压强ΔP.Sfy2即，附加压强外内PPP二、球形液面下的附加压强：RdR以球形液滴为例。设液体的表面张力系数为，附加压强：RPPP2外内若液滴等温地从半径R变为R+dR,其表面积增大dS，体积增大dV,这时，外力所做的功即内外压力差所做的功为：用虚功原理证明：PdVdW(1)dSdW(2)dSPdV(3)dRRdVRdRdS24,8对于球面，3234,4RVRS代入（1），得：RP2同理，对凹液面：RP2练习题：对于一个球形液膜（如肥皂泡）来说，液膜具有内外两个表面。因液膜很薄，内外表面的半径可可作相等。求液膜内A点和液膜外B点的压强差。解：在液膜内部取一点CRAB•C外表面是凸液面，RPPBC2(1)RPPAC2内表面是凹液面，(2)（1）－（2）得：RPPBA4注意：1、液面的凹凸以和液面相接触的气体中的观察为标准。2、“P内”是液面下液体内部的压强，并不是越往“里”越是“内”。ABRARB如图所示：在一连通管两端吹两半径不同的肥皂泡A、B。开通活塞后，两肥皂泡的半径是否变化？如何变？思考思考题题例题：温度为180C时，有一半径为1.44×10-5m的水珠处在大气压强为1.01×105Pa的空气中，求水珠内部的压强P.)/1073(3mN解：5351044.1107321001.1)(1011.15PaRPP20水珠的液面是凸液面,所以RPP20一、润湿与不润湿、接触角：毛细现象及毛细管公式水润湿玻璃水银不润湿玻璃润湿和不润湿取决于液体和固体的性质。同一种液体，能润湿某些固体表面，但不能润湿另一些固体表面。例如：水能润湿玻璃，但不能润湿石蜡；水银不润湿玻璃，但能润湿锌或铜。实验表明，不同的液体对不同的固体润...