高中物理人教版3第九章固體液體和物態(tài)變化2液體 第9章

2液體學習目標知識脈絡1.知道液體的微觀結構．2．掌握通過實驗，觀察液體的表面張力現象．(重點)3．理解浸潤和不浸潤的概念，會分析其產生的原因．(難點)4．學會用分子動理論解釋毛細現象，理解液晶的微觀結構．(重點)液體的微觀結構與液體的表面張力eq\a\vs4\al([先填空])1．微觀結構液體分子之間的距離很小，分子間作用力比固體分子間作用力要小．2．宏觀性質有一定的體積，不易壓縮，具有流動性，比固體擴散速度快．3．分子力的特點在液體內部，分子間的距離在r0左右，而在表面層，分子比較稀疏，分子間的距離大于r0，因此分子間的作用表現為相互吸引．4．液體的表面張力(1)定義：液體表面各部分之間相互吸引的力．(2)作用效果：使液體表面具有收縮趨勢．(3)表面層：液體跟氣體接觸的表面存在的一個薄層．eq\a\vs4\al([再判斷])1．液體表面張力具有使液體表面收縮的趨勢．(√)2．木塊浮在水面上是液體表面張力的原因．(×)3．液體分子間的相互作用力比固體分子間作用力弱．(√)eq\a\vs4\al([后思考])1．我們看到的小草上的露珠為什么都是球形的？【提示】這是由于液體表面張力的作用．表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最?。隗w積相同的條件下，球形的表面積最?。月吨槌是蛐危?．根據液體的表面層分子與液體的內部分子的結構特點，說明液體表面層為什么會存在張力？【提示】液體表面層的分子分布比液體內部分子的分布稀疏一些．液體表面層由于分子較稀疏，分子之間距離就較大些，分子之間的斥力小于引力，在這個特殊層中分子間的引力作用占優(yōu)勢，所以液體表面層中，任何兩部分之間存在著相互吸引力，它的作用是使液體表面繃緊，這就是液體的表面張力．eq\a\vs4\al([核心點擊])1．液體分子分布特點：由于蒸發(fā)現象，表面層分子的分布比液體內部稀疏，即表面層分子間的距離比液體內部分子間的距離大．2．分子力特點：液體內部分子間引力、斥力基本上相等，而液體表面層分子之間距離較大，分子力表現為引力．3．表面特性：表面層分子之間的引力使液面產生了表面張力，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分子力作用的結果．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9-2-1所示．圖9-2-15．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?。隗w積相同的條件下，球形的表面積最?。纾党龅姆试砼莩是蛐?，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．1．液體表面具有收縮趨勢原因的下列說法不正確的是()A．液體可以流動B．液體表面層分子間的距離小于液體內部分子間的距離C．與液面接觸的容器壁的分子，對液體表面分子有吸引力D．液體表面層分子間的距離大于液體內部分子間的距離E．液體表面層分子的勢能比液體內部分子的勢能大，液體達到穩(wěn)定平衡，勢能應最小，故有收縮趨勢【解析】由于液體表面層分子間的距離大于液體內部分子間的距離，所以表面層分子間的相互作用表現為引力，這種引力使液體表面層的相鄰部分之間有相互吸引的力(即表面張力)，表面張力使液體表面具有收縮的趨勢，故D、E正確．【答案】ABC2．下列現象中，哪些是液體的表面張力造成的()A．兩滴水銀相接觸，立即會合并到一起B(yǎng)．熔化的蠟從燃燒的蠟燭上流下來，冷卻后呈球形C．用熔化的玻璃制成各種玻璃器皿D．水珠在荷葉上呈球形E．木船漂浮在水面上【解析】用熔化的玻璃制成各種器皿，跟各種模型有關，并非表面張力造成的，E項是浮力等于重力的結果，故本題選A、B、D.【答案】ABD3．下列現象中，關于液體的表面張力說法正確的是()A．小昆蟲能在水面上自由來往而不陷入水中靠的是液體的表面張力作用B．小木塊能夠浮于水面上是液體表面張力與其重力平衡的結果C．縫衣針浮在水面上不下沉是水的表面張力作用的結果D．噴泉噴射到空中形成一個個球形的小水珠是表面張力作用的結果E．懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動是受水的表面張力作用的結果【解析】仔細觀察可以發(fā)現，小昆蟲在水面上站定或行進過程中，其腳部位置比周圍水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韌性非常好的膜上一樣，因此，這是液體的表面張力在起作用．浮在水面上的縫衣針與小昆蟲情況一樣，故A、C選項正確．小木塊浮于水面上時，木塊的下部實際上已經陷入水中(排開一部分水)受到水的浮力作用，是浮力與重力平衡的結果，而非表面張力在起作用，故B選項錯誤．噴泉噴到空中的水分散時，每一小部分的表面都有表面張力在起作用且水處于完全失重狀態(tài)，因而形成球狀水珠(體積一定情況下以球形表面積為最小，表面張力的作用使液體表面有收縮到最小面積的趨勢)，故D選項正確，E中是水分子的無規(guī)則運動的結果，E錯．【答案】ACD表面張力的特點1．表面張力是液體分子間的作用力的宏觀表現．2．表面張力的方向與液面相切，垂直于分界線．3．表面張力的大小由分界線的長度、液體的種類、純凈度和溫度等因素來決定．4．表面張力的作用是使液體表面積有收縮到最小的趨勢．浸潤和不浸潤、毛細現象、液晶eq\a\vs4\al([先填空])1．浸潤和不浸潤(1)一種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現象叫做浸潤；一種液體不會潤濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面上，這種現象叫做不浸潤．(2)附著層：當液體與固體接觸時，接觸的位置形成一個液體薄層，叫做附著層．(3)浸潤和不浸潤是分子力作用的表現．2．毛細現象(1)毛細現象：浸潤液體在細管中上升的現象，以及不浸潤液體在細管中下降的現象，稱為毛細現象．(2)毛細管內外液面的高度差與毛細管的內徑有關，毛細管的內徑越小，高度差越大．3．液晶(1)液晶：像液體一樣具有流動性，而其光學性質與某些晶體相似，具有各向異性的物質叫液晶．這是介于液態(tài)和固態(tài)間的一種中間態(tài)．(2)出現液晶態(tài)的條件：液晶是一種特殊物質，有些物質在特定的溫度范圍之內具有液晶態(tài)，另一些物質，在適當的溶劑中溶解時，在一定濃度范圍內具有液晶態(tài)．(3)液晶的微觀結構：通常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質容易具有液晶態(tài)．(4)應用：除用作顯示器外，在生物醫(yī)學、電子工業(yè)、航空工業(yè)等領域都有重要的應用．eq\a\vs4\al([再判斷])1．毛細現象是浸潤或不浸潤的實例．(√)2．一種液體可能浸潤某種固體，也可能不浸潤另一種固體．(√)3．液晶在任何條件下，都表現出各向異性．(×)eq\a\vs4\al([后思考])1．你知道為什么松土能保持土壤中的水分嗎？【提示】把土壤鋤松，破壞了土壤中的毛細管，地下的水分就不會沿毛細管上升到地面被蒸發(fā)掉．2．液晶是液體與晶體的混合物嗎？【提示】液晶是介于液體與固體之間的一種中間態(tài)的物質，在特定方向上分子排列整齊，其物理性質表現為各向異性，另一方向上分子排列是雜亂的，具有液體的特征，所以晶體還具有流動性，但液晶并不是液體和晶體的混合物．eq\a\vs4\al([核心點擊])1．浸潤和不浸潤現象成因分析(1)附著層內分子受力情況：液體和固體接觸時，附著層的液體分子除受液體內部的分子吸引外，還受到固體分子的吸引．(2)浸潤的成因：當固體分子吸引力大于液體內部分子力時，附著層內液體分子比液體內部分子稠密，附著層中分子之間表現為斥力，具有擴張的趨勢，這時表現為液體浸潤固體．(3)不浸潤的成因：當固體分子吸引力小于液體內部分子力時，附著層內液體分子比液體內部分子稀疏，附著層中分子之間表現為引力，具有收縮的趨勢，這時表現為液體不浸潤固體．2．毛細現象(1)兩種表現：浸潤液體在細管中上升，不浸潤液體在細管中下降．甲乙圖9-2-2(2)產生原因：毛細現象的產生與表面張力及浸潤現象都有關系．如圖9-2-2所示，甲是浸潤情況，此時管內液面呈凹形，因為水的表面張力作用，液體會受到一向上的作用力，因而管內液面要比管外高；乙是不浸潤情況，管內液面呈凸形，表面張力的作用使液體受到一向下的力，因而管內液面比管外低．4．若液體對某種固體是浸潤的，當液體裝在由這種固體物質做成的細管中時，則()A．附著層分子密度大于液體內分子的密度B．附著層分子的作用力表現為引力C．管中的液體表面一定是下凹D．液體跟固體接觸的面積有擴大的趨勢E．液體跟固體接觸的面積有收縮的趨勢【解析】這是浸潤現象，這時固體分子與液體分子間的引力相當強，造成附著層內分子的分布比液體內部密，這樣就會使液體間出現相互排斥力，使液體跟固體接觸的面積有擴大的趨勢．【答案】ACD5．關于浸潤與不浸潤現象，下面的幾種說法中不正確的是()A．水是浸潤液體B．水銀是不浸潤液體C．同一種液體對不同的固體，可能是浸潤的，也可能是不浸潤的D．只有浸潤液體在細管中才會產生毛細現象E．浸潤液體和不浸潤液體在細管中都會產生毛細現象【解析】浸潤和不浸潤，是指一種液體對某一種固體來說的，孤立地說某種液體浸潤或不浸潤都沒有意義．同一種液體對不同的固體，可能浸潤，也可能不浸潤，例如水對玻璃浸潤．而對荷葉就不浸潤；浸潤液體在細管中上升，不浸潤液體在細管中下降，都屬于毛細現象，選項C、E正確．【答案】ABD6．關于液晶的特點及應用正確的是()A．棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質呈液晶態(tài)B．利用液晶在溫度變化時由透明變渾濁的特性可制作電子表、電子計算器的顯示元件C．有一種液晶，隨溫度的逐漸升高，其顏色按順序改變，利用這種性質，可用來探測溫度D．利用液晶可檢查腫瘤，還可以檢查電路中的短路點E．液晶具有穩(wěn)定的微觀結構【解析】通常棒狀