《医学物理学》课程教学资源（PPT课件）液体的表面现象

液体表 面现象 第五章第大节 液体的表面现象 要求： 1、掌握表面张力、阝 附加压强、毛细现象 等概念及计算方法。 2、了解润湿现象、气体栓塞、肺泡的物 理性质。 二、重点、难点：附加压强 回页后页 282 1

魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 润 湿 毛细 现象 作 业 附加 压强 液体表 面现象 气体 栓塞 表面 张力 小 结 前 页 后 页 返 回 结 束 蚌埠医学院魏 杰制作 音 乐 音乐 结束 1 第五章第六节 液体的表面现象 一、要求： 1、掌握表面张力、附加压强、毛细现象 等概念及计算方法。 2、了解润湿现象、气体栓塞、肺泡的物 理性质。 二、重点、难点：附加压强

体表 面现象 魏 三、可解决的实际问题： 1、 水面上可以漂浮一分、二分的硬币，但在肥皂液 面上却很难漂浮； 用肥皂液很容易吹起泡泡，但用水却很难，为什么？ 2、外科用的手术线需要蜡化，棉球却需要脱脂，为什 么？ 作 3、打针、输液时带进一些气体对人体是否有害？ 后页

魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 润 湿 毛细 现象 作 业 附加 压强 液体表 面现象 气体 栓塞 表面 张力 小 结 前 页 后 页 返 回 结 束 蚌埠医学院魏 杰制作 音 乐 音乐 结束 2 三、可解决的实际问题： 1、水面上可以漂浮一分、二分的硬币，但在肥皂液 面上却很难漂浮; 用肥皂液很容易吹起泡泡,但用水却很难,为什么？ 2、外科用的手术线需要蜡化,棉球却需要脱脂,为什 么？ 3、打针、输液时带进一些气体对人体是否有害？

液体表 面现象 、 表面张力 surface tension ①、水滴为什么成球形太阳、 因为体积一定的情况下，球 地球、西瓜等也是球形？ 的表面积最小，小于长方体、 正方体、圆柱体等。 ②、水的表面积为什么要趋于最小的状态？ 且如图所示的液面都有缩小的趋势 体 动画 其原因是： 液体的表面存在一种使液面收缩成最小趋势的张置 力，此张力称为表面张力(surface tension) 后页

魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 润 湿 毛细 现象 作 业 附加 压强 液体表 面现象 气体 栓塞 表面 张力 小 结 前 页 后 页 返 回 结 束 蚌埠医学院魏 杰制作 音 乐 音乐 结束 3 一、表面张力 surface tension ①、水滴为什么成球形(太阳、 地球、西瓜等也是球形)？ 动画 其原因是： 液体的表面存在一种使液面收缩成最小趋势的张 力，此张力称为表面张力（surface tension ) 。 ②、水的表面积为什么要趋于最小的状态？ 且如图所示的液面都有缩小的趋势。 因为体积一定的情况下，球 的表面积最小，小于长方体、 正方体、圆柱体等

液体表 面现氨 魏 1、表面张力产生的原因 液体分子之间具有相互作用力 分子力 现 分子力有引力也有斥力， 经集 小于101m:互相排示 斥力 1010~10”m:互相吸引： 10-9m 作 大于10m,几乎为零。 10-10m 分子力常用弹簧予以形象 的描述。 引力 页 后页

魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 润 湿 毛细 现象 作 业 附加 压强 液体表 面现象 气体 栓塞 表面 张力 小 结 前 页 后 页 返 回 结 束 蚌埠医学院魏 杰制作 音 乐 音乐 结束 4 1、 表面张力产生的原因 液体分子之间具有相互作用力 ——分子力 分子力有引力也有斥力， 小于 10-10 m：互相排斥 ； 10-10 ～10-9 m：互相吸引； 大于10 -9 m，几乎为零。 分子力常用弹簧予以形象 的描述。 r0 r 斥 力 引 力 10-9m 10-10m

液体表 移 ●W●%●● 液面边 缘处的 MseM● 饼用 面收缩 液面处的分子只要有一个向液体内运动，分子之间就会 形成分子引力，此力会使液面收缩，并与液面相切，此 即表面张力的产生原因。 问题液面处的分子会往液体内部运动吗？ 园首页后页 10:17:22 5

魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 润 湿 毛细 现象 作 业 附加 压强 液体表 面现象 气体 栓塞 表面 张力 小 结 前 页 后 页 返 回 结 束 蚌埠医学院魏 杰制作 音 乐 音乐 结束 5 为什么迁 移 f F F 液面边 缘处的 分子移 动，液 面收缩 问题 液面处的分子会往液体内部运动吗？ 液面处的分子只要有一个向液体内运动，分子之间就会 形成分子引力，此力会使液面收缩，并与液面相切，此 即表面张力的产生原因

液体表 面现象 魏 为什么迁移 a、 分子作用球： 109 m 分子与半径为10”的球 内的分子有相互作用， 经集 超出此球以外的分子与 之作用几乎为零，此球 作 称为分子作用球。 回页后页 6

魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。润湿 毛细 现象作业 附加 压强 液体表 面现象 气体 栓塞 表面 张力小结 前页后页返回 结束 蚌埠医学院 魏 杰制作 音乐 音乐 结束 6 为什么迁移 a、分子作用球： 分子与半径为10 -9 m的球 内的分子有相互作用， 超出此球以外的分子与 之作用几乎为零，此球 称为分子作用球。 10 -9 m

液体表 面现象 b、表面层在液体表面取一层厚度等于分子 作用距离109m的液体，此层液体称为表面层。 表面层 109m B处分子 受力 分子作 用球 C处分子 受力小 A分子 于B处分 受力为0 表面层内的分子都有往液体内部迁移的趋势，从 而使液体表面面积趋于缩小

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休表 面现象 魏 2、表面张力的大小 男 外力F 上图中如果没有外力作用，液面周界线ab就 会向左移动（使液面缩小），不考虑摩擦时，外 力F的大小应与表面张力F相等。 实验发现：表面张力F的大小与周界线ab的长 度L成正比，F∝，L增大，F增大。 回页 后页 8

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液体表 面现象 魏 F?=20L 因薄膜前后有两个液面，产生图示方向表面张 力的周界线长度为2L，如果液面只有一个，则： F=a L 重点 内容 回页后页 20093,【 10:17:22 9

魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 润 湿 毛细 现象 作 业 附加 压强 液体表 面现象 气体 栓塞 表面 张力 小 结 前 页 后 页 返 回 结 束 蚌埠医学院魏 杰制作 音 乐 音乐 结束 9 F’ =2α L F =α L 因薄膜前后有两个液面，产生图示方向表面张 力的周界线长度为2L，如果液面只有一个，则： b a L1 F F1 ’ b a L F F’ F’ =2α L 重点 内容

液体表 面玩象 魏 表面张力系数 F=a L 式中比例常数α，称为表面张力系数。 表面张力系数： = 经集 指单位长度周界线上的表面张力。 作 表面张力系数的大小： ①由液体的性质决定； ②与温度有关（通常温度升高，α减小）， a的单位：N/m或J/m2。 回首页后页 28 10

魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 魏杰制作 ，版权所 有，不得 翻录。 润 湿 毛细 现象 作 业 附加 压强 液体表 面现象 气体 栓塞 表面 张力 小 结 前 页 后 页 返 回 结 束 蚌埠医学院魏 杰制作 音 乐 音乐 结束 10 表面张力系数α 表面张力系数的大小： ①由液体的性质决定； ②与温度有关 (通常温度升高,α减小)， α的单位：N/m 或 J/m 2 。 F =α L 式中比例常数α，称为表面张力系数。 α = F 表面张力系数： L 指单位长度周界线上的表面张力