高中物理 第三章 固體和液體 3 液晶 4 液體的表面張力課件 教科版選修33.ppt

3液晶4液體的表面張力 第三章固體和液體 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解液晶的特點及其應(yīng)用 2 了解液體的基本性質(zhì) 3 理解液體的微觀結(jié)構(gòu) 4 知道液體的表面張力 了解表面張力形成的原因 內(nèi)容索引 重點探究啟迪思維探究重點 達(dá)標(biāo)檢測檢測評價達(dá)標(biāo)過關(guān) 自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實基礎(chǔ) 自主預(yù)習(xí) 一 液晶 1 液晶 1 液晶態(tài) 處于與之間的過渡狀態(tài) 2 液晶 處于的物質(zhì) 2 分子結(jié)構(gòu)分子排列在液晶中的有序性介于固體和液體之間 3 液晶顯示 1 液晶分子的排列會因外界條件的變化而變化 由此引起液晶 的改變 2 液晶顯示器的應(yīng)用非常廣泛 固態(tài) 液態(tài) 液晶態(tài) 光學(xué)性質(zhì) 二 液體的微觀結(jié)構(gòu) 1 分子距離 液體不易被 表明液體分子之間的距離 2 液體具有流動性 液體不像固體那樣具有一定的 而且液體能夠 3 分子力 液體分子間的作用力比固體分子間的作用力要 三 奇異的表面張力現(xiàn)象及其成因 1 概念 液體的表面好像張緊的橡皮膜 它具有的趨勢 液體表面存在的這種收縮力叫做表面張力 2 特點 使液體的表面積趨向 3 成因 在液體的表面層分子間距較大 分子間表現(xiàn)為 壓縮 很小 形狀 流動 小 收縮 最小 引力 1 判斷下列說法的正誤 1 液晶即為液體 2 液體之所以不易被壓縮是因為液體分子間無空隙 3 表面張力的作用是使液面具有收縮的趨勢 4 表面張力是分子力的宏觀表現(xiàn) 5 昆蟲可以在水面上自由走動是表面張力在起作用 即學(xué)即用 答案 2 雨傘布料經(jīng)緯線間空隙很小 小水珠落在傘面上由于 的作用 不能透過空隙 答案 表面張力 重點探究 液晶是指液態(tài)晶體 這種說法對嗎 一 液晶 導(dǎo)學(xué)探究 答案 答案這種說法不對 液晶不是晶體 只是與某些晶體相似 具有各向異性 1 液晶的主要性質(zhì) 1 液晶具有晶體的各向異性 2 液晶具有液體的流動性 3 液晶分子的排列特點 液晶分子的排列特點是從某個方向上看液晶分子的排列比較整齊 但是從另一個方向看 液晶分子的排列是雜亂無章的 4 液晶的物理性質(zhì) 液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響 如電場 壓力 光照 溫度等 下發(fā)生改變 知識深化 2 液晶的主要應(yīng)用 1 向列型液晶在外加電壓影響下 液晶的分子排列會發(fā)生改變 使液晶由透明變?yōu)椴煌该?去掉電壓又恢復(fù)透明 利用向列型液晶的這種性質(zhì)可以制成各種液晶顯示器 2 膽甾型液晶在溫度改變時會改變顏色 隨著溫度的升高 色彩按紅 橙 黃 綠 藍(lán) 靛 紫的順序變化 溫度下降時又按相反順序變色 而且靈敏度很高 在不到1 的溫差內(nèi)就可以顯出整個色譜 利用液晶的這種溫度效應(yīng)可以探測溫度 特別提醒 1 液晶既具有液體的特點 也具有晶體的特點 但它既不是液體 也不是晶體 它是獨立于液體和晶體之外的一種特殊流體 2 天然液晶不多 大多是人工合成的 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)幾千種有機化合物具有液晶態(tài) 例1 多選 關(guān)于液晶的分子排列 下列說法正確的是a 液晶分子在特定方向排列整齊b 液晶分子的排列不穩(wěn)定 外界條件的微小變動會引起液晶分子排列的變化c 液晶分子的排列整齊且穩(wěn)定d 液晶的物理性質(zhì)穩(wěn)定 答案 解析 解析液晶分子在特定方向上排列比較整齊 故選項a正確 液晶分子排列不穩(wěn)定 外界條件的微小變動會引起液晶分子排列的變化 故選項b正確 c錯誤 液晶分子排列的不穩(wěn)定導(dǎo)致其物理性質(zhì)不穩(wěn)定 故選項d錯誤 二 液體的微觀結(jié)構(gòu) 為什么液體具有一定的體積 不易壓縮 卻沒有一定的形狀 導(dǎo)學(xué)探究 答案 答案液體微粒像固體的一樣也是緊密靠近的 所以液體具有一定的體積 不易壓縮 但液體微粒之間的相互作用不像固體中的那么強 微粒會從一個平衡位置轉(zhuǎn)移到另一個平衡位置 所以液體具有流動性 沒有一定的形狀 1 液體分子之間的相互作用不像固體中的微粒那樣強 液體分子只在很小的區(qū)域內(nèi)做有規(guī)則的排列 這種區(qū)域是暫時形成的 邊界和大小隨時改變 有時瓦解 有時又重新形成 液體由大量的這種暫時形成的小區(qū)域構(gòu)成 這種小區(qū)域雜亂無章地分布著 因而液體表現(xiàn)出各向同性 2 液體具有一定的體積 液體分子的排列更接近于固體 液體中的分子密集在一起 相互作用力大 主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小的振動 所以液體具有一定的體積 不容易被壓縮 知識深化 3 液體分子間的距離小 相互作用力很大 液體分子的熱運動與固體類似 主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小的振動 但液體分子沒有長期固定的平衡位置 在一個平衡位置附近振動一小段時間以后 又轉(zhuǎn)移到另一個平衡位置附近去振動 即液體分子可以在液體中移動 沒有一定的形狀 這就是液體具有流動性的原因 特別提醒液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體分子運動產(chǎn)生的 分子在液體里的移動比在固體中容易得多 所以液體的擴(kuò)散要比固體的擴(kuò)散快 答案 例2關(guān)于液體 下列說法正確的是a 液體的性質(zhì)介于氣體和固體之間 更接近氣體b 液體表現(xiàn)出各向異性c 液體分子的熱運動與固體類似 主要表現(xiàn)為在固定的平衡位置附近做微小振動d 液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快 解析 解析液體分子間距離與固體分子間距離接近 都不易被壓縮 故a錯 液體由大量暫時形成的小區(qū)域構(gòu)成 這種小區(qū)域雜亂無章的分布著 因而液體表現(xiàn)出各向同性 故b錯 液體分子與固體分子都在平衡位置附近做微小振動 所不同的是液體分子沒有固定的平衡位置 故c錯 液體的擴(kuò)散要比固體的擴(kuò)散快 故d對 三 奇異的表面張力現(xiàn)象及其成因 如圖1所示是液體表面附近分子分布的大致情況 請結(jié)合圖片思考 液體表面層內(nèi)的分子距離和分子力各有什么特點 導(dǎo)學(xué)探究 答案 答案表面層內(nèi)分子間距離大于r0 分子間作用力表現(xiàn)為引力 圖1 1 液體表面張力的形成 1 分子分布特點 由于蒸發(fā)現(xiàn)象 表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏 即表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大 2 分子力特點 液體內(nèi)部分子間引力 斥力基本上相等 而液體表面層分子之間距離較大 分子力表現(xiàn)為引力 3 表面特性 表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力 使液體表面好像一層繃緊的膜 所以說表面張力是表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果 知識深化 4 表面張力的方向 表面張力的方向和液面相切 垂直于液面上的各條分界線 如圖2所示 圖2 2 表面張力的作用 表面張力使液體表面具有收縮趨勢 使液體表面積趨于最小 而在體積相同的條件下 球形的表面積最小 如吹出的肥皂泡呈球形 滴在潔凈玻璃板上的水銀滴呈球形 但由于受重力的影響 往往呈扁球形 在失重條件下才呈球形 3 表面張力的大小 除了跟分界線長度有關(guān)外 還跟液體的性質(zhì)和溫度有關(guān) 一般情況下 溫度越高 表面張力就越小 另外 雜質(zhì)也會明顯地改變液體的表面張力大小 比如潔凈的水有很大的表面張力 而沾有肥皂液的水的表面張力就比較小 也就是說 潔凈水的表面具有更大的收縮趨勢 特別提醒 1 表面張力不是指個別分子間的相互引力 而是表面層中大量分子間的引力的宏觀表現(xiàn) 凡液體與氣體接觸的表面都存在表面張力 2 液體不同層面的分子疏密程度不同 3 在液體內(nèi)部 引力和斥力大小相近 在液體表面層 整體上表現(xiàn)為引力是液體表面張力產(chǎn)生的原因 答案 例3關(guān)于液體的表面張力 下列說法正確的是a 表面張力是液體內(nèi)部各部分之間的相互作用力b 液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏 分子力表現(xiàn)為引力c 液體的表面張力隨溫度的升高而增大d 表面張力的方向與液面垂直 解析 解析液體表面層分子較液體內(nèi)部稀疏 故分子力表現(xiàn)為引力 表面張力的方向沿液面的切線方向 與分界線垂直 表面張力是液體表面層分子間的作用力 隨溫度的升高 液體表面層分子間的距離增大 引力作用隨之減小 所以表面張力減小 故b正確 a c d錯誤 答案 例4如圖3所示 金屬框架的a b間系一個棉線圈 先使框架布滿肥皂膜 然后將p和q兩部分的肥皂膜刺破 線的形狀將變成下列選項圖中的 解析 解析由于液體表面張力的作用 液體表面有收縮到最小的趨勢 故c正確 圖3 達(dá)標(biāo)檢測 1 液晶 多選 關(guān)于液晶 下列說法中正確的有a 液晶是一種晶體b 液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的 具有各向異性c 液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化d 液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化 答案 1 2 3 解析 解析液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間 雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊 具有各向異性 但分子的空間排列是不穩(wěn)定的 選項a b錯誤 外界條件的微小變化都會引起液晶分子排列的變化 從而改變液晶的某些性質(zhì) 溫度 壓力 外加電壓等因素變化時 都會改變液晶的光學(xué)性質(zhì) 1 2 3 2 液體的微觀結(jié)構(gòu) 多選 關(guān)于液體和固體 以下說法正確的是a 液體分子間的相互作用比固體分子間的相互作用強b 液體分子同固體分子一樣 也是密集在一起c 液體分子的熱運動沒有長期固定的平衡位置d 液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快 答案 1 2 3 解析 1 2 3 解析液體具有一定的體積 是液體分子密集在一起的緣故 但液體分子間的相互作用不像固體分子的那樣強 所以選項a錯誤 b正確 液體具有流動性是因為液體分子熱運動的平衡位置不固定 正是因為微粒在液體里的移動比在固體中容易 所以其擴(kuò)散速度比固體的擴(kuò)散速度快 選項c