2024-2025學(xué)年高中物理第九章固體液體和物態(tài)變化2液體學(xué)案新人教版選修3-3

PAGE6-液體一、液體的微觀結(jié)構(gòu)1．氣體中分子分布是比較稀疏的，而液體分子間的距離及固體分子間的距離都要比氣體小得多．2．液體不像固體那樣具有肯定的形態(tài)，而且液體能夠流淌．這說(shuō)明液體分子間的相互作用力比固體分子間的相互作用力要?。捎谝后w分子的移動(dòng)比固體分子的移動(dòng)更簡(jiǎn)單，所以在溫度相同的狀況下，液體的擴(kuò)散速度要比固體的擴(kuò)散速度快．二、液體的表面張力1．表面層：液體跟氣體的接觸表面存在一個(gè)薄層叫做表面層．在液體內(nèi)部，分子間的距離在r0左右，而在表面層內(nèi)的分子距離大于r0，因此分子間的作用表現(xiàn)為相互吸引．2．假如在液體表面隨意劃一條線，線兩側(cè)的液體之間的作用力是引力，引力的作用是使液體表面繃緊，所以叫做液體的表面張力，在表面張力的作用下，液體表面具有收縮趨勢(shì)．早晨起來(lái)，假如你到開(kāi)滿鮮花的公園漫步，會(huì)發(fā)覺(jué)草葉上沾滿了露珠，煞是好看．可你想過(guò)沒(méi)有，草葉上的小水珠為什么呈球形呢？提示：液體的表面張力有使液體的表面積收縮到最小的趨勢(shì)，相同的體積下，球的表面積最小．三、浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)1．一種液體會(huì)潤(rùn)濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫做浸潤(rùn)；一種液體不會(huì)潤(rùn)濕某種固體，也就不會(huì)附著在這種固體的表面上，這種現(xiàn)象叫做不浸潤(rùn)．2．附著層：當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，接觸的位置形成一個(gè)液體薄層，叫做附著層．3．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)是分子力作用的表現(xiàn)．四、毛細(xì)現(xiàn)象1．毛細(xì)現(xiàn)象：浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象．2．毛細(xì)管內(nèi)外液面的高度差與毛細(xì)管的內(nèi)徑有關(guān)，毛細(xì)管的內(nèi)徑越小，高度差越大．松土為什么能保持土壤中的水分？提示：把地面的土壤鋤松，破壞了土壤里的毛細(xì)管，地下的水分就不會(huì)沿著毛細(xì)管上升到地面被蒸發(fā)掉．五、液晶1．液晶：像液體一樣具有流淌性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相像，具有各向異性的物質(zhì)叫液晶．它是介于液態(tài)和固態(tài)間的一種中間態(tài)．2．出現(xiàn)液晶態(tài)的條件：液晶是一種特殊物質(zhì)，有些物質(zhì)在特定的溫度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)，另一些物質(zhì)，在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r(shí)，在肯定濃度范圍內(nèi)具有液晶態(tài)．3．液晶的微觀結(jié)構(gòu)：通常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)簡(jiǎn)單具有液晶態(tài)．4．應(yīng)用：除用作顯示器外，在生物醫(yī)學(xué)、電子工業(yè)、航空工業(yè)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用．考點(diǎn)一液體的微觀結(jié)構(gòu)及表面張力1．液體的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀特性：液體中的分子是密集排列在一起的，液體分子的熱運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為在平衡位置旁邊做微小的振動(dòng)，所以液體具有肯定的體積．液體分子只在很小的區(qū)域內(nèi)有規(guī)則地排列，這種區(qū)域是短暫形成的，邊界和大小隨時(shí)變更，有時(shí)瓦解，有時(shí)又重新形成．所以液體具有流淌性，液體由大量這種短暫形成的小區(qū)域構(gòu)成，這種小區(qū)域雜亂無(wú)章地分布著，無(wú)肯定的形態(tài)．分子的移動(dòng)比固體分子簡(jiǎn)單，所以擴(kuò)散比固體要快．2．液體表面張力的成因分析(1)分子間距離特點(diǎn)：由于蒸發(fā)覺(jué)象，液體表面分子分布比內(nèi)部分子稀疏．(2)分子力特點(diǎn)：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，使液體表面形成一層繃緊的膜．(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．如圖所示．3．表面張力及其作用(1)表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，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党龅姆试砼莩是蛐危卧诟蓛舨ＡО迳系乃y滴呈球形(但由于受重力的影響，往往呈扁球形，在完全失重條件下才呈球形)．(2)表面張力的大小除了跟邊界線長(zhǎng)度有關(guān)外，還跟液體的種類(lèi)、溫度有關(guān)．【例1】液體表面的各部分之間存在表面張力，是因?yàn)?)A．表面層中的分子間的距離大于內(nèi)部分子間的距離，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力B．表面層中的分子間的距離等于平衡距離，因此各分子都穩(wěn)定在自己的平衡位置上C．表面層中的分子間的距離小于平衡距離，因此分子間的作用力很強(qiáng)D．液體內(nèi)部的分子吸引表面層中的分子，使其表面收縮，這種分子間吸引力的宏觀表現(xiàn)就是液體的表面張力從液體表面張力產(chǎn)生的緣由入手分析．【解析】依據(jù)表面層的特點(diǎn)，表面層內(nèi)的液體分子間距大于內(nèi)部分子間距，分子已離開(kāi)了平衡位置，分子間表現(xiàn)為引力，使液面有收縮的趨勢(shì)，故選A.【答案】A總結(jié)提能表面層內(nèi)的液體分子較液體內(nèi)部稀疏，表現(xiàn)為引力．(多選)下面關(guān)于液體表面層的一些說(shuō)法正確的是(BD)A．液體表面張力，總是垂直于液體表面的B．表面層分子間有引力存在的同時(shí)也有斥力，但是引力大于斥力，所以有表面張力C．液體表面層的分子分布比液體內(nèi)部都要密，是產(chǎn)生表面張力的緣由D．處于液體表面層的分子，比起液體內(nèi)部的分子應(yīng)有較大的勢(shì)能解析：本題考查對(duì)液體表面張力的正確理解．表面張力產(chǎn)生的緣由是由于液體表面層的分子分布較液體內(nèi)部稀疏，分子間距大于平衡距離，分子間的引力大于斥力，表面層大量分子相互作用的合力表現(xiàn)為沿液體表面方向拉緊的力，液體內(nèi)部分子成為表層分子，須要克服引力做功，因此勢(shì)能增加．故正確答案為B、D.考點(diǎn)二浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)及毛細(xì)現(xiàn)象的分析1．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象成因分析(1)附著層內(nèi)分子受力狀況：液體和固體接觸時(shí)，附著層的液體分子除受液體內(nèi)部的分子吸引外，還受到固體分子的吸引．(2)浸潤(rùn)的成因：當(dāng)固體分子吸引力大于液體內(nèi)部分子力時(shí)，附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稠密，附著層中分子之間表現(xiàn)為斥力，具有擴(kuò)張的趨勢(shì)，這時(shí)表現(xiàn)為液體浸潤(rùn)固體．(3)不浸潤(rùn)的成因：當(dāng)固體分子吸引力小于液體內(nèi)部分子力時(shí)，附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稀疏，附著層中分子之間表現(xiàn)為引力，具有收縮的趨勢(shì)，這時(shí)表現(xiàn)為液體不浸潤(rùn)固體．2．毛細(xì)現(xiàn)象(1)兩種表現(xiàn)：浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降．(2)產(chǎn)生緣由：毛細(xì)現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面張力及浸潤(rùn)現(xiàn)象都有關(guān)系．如圖所示，甲是浸潤(rùn)狀況，此時(shí)管內(nèi)液面呈凹形，因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ饔茫后w會(huì)受到一向上的作用力，因而管內(nèi)液面要比管外高；乙是不浸潤(rùn)狀況，管內(nèi)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(nèi)液面比管外低．【例2】(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．浸潤(rùn)液體在細(xì)管里能上升B．不浸潤(rùn)液體在細(xì)管里下降C．在建筑房屋時(shí)，在砌磚的地基上要鋪一層油氈或涂過(guò)瀝青的厚紙，這是為了增加毛細(xì)現(xiàn)象使地下水簡(jiǎn)單上升D．農(nóng)田里假如要保存地下的水分，就要把地面的土壤鋤松，這樣可以削減毛細(xì)現(xiàn)象的發(fā)生液體與固體所接觸的附著層存在浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)的現(xiàn)象．【解析】浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管中液面邊緣部分的表面張力使液體上升，即浸潤(rùn)使液體沿細(xì)管上升，相反，不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降．農(nóng)田里松土是為了切斷毛細(xì)管，建筑房屋時(shí)地基上要鋪一層油氈或涂過(guò)瀝青的厚紙，同樣是為了阻斷毛細(xì)管，這些都是防止毛細(xì)現(xiàn)象的做法．【答案】ABD總結(jié)提能浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)是由液體和固體共同確定的，液體浸潤(rùn)固體，附著層要擴(kuò)張，不浸潤(rùn)固體，附著層要收縮．(多選)把極細(xì)的玻璃管插入水中與水銀中，如圖所示，正確表示毛細(xì)現(xiàn)象的是(AC)解析：因?yàn)樗芙?rùn)玻璃，所以A正確，B錯(cuò)誤．水銀不浸潤(rùn)玻璃，C正確．D項(xiàng)中外面浸潤(rùn)，里面不浸潤(rùn)，所以是不行能的，故正確的為A、C.1．杭州的“龍井茶虎跑泉水”天下著名．有人說(shuō)，虎跑泉水水質(zhì)特殊好，不信，可用一只碗舀滿虎跑泉水，然后當(dāng)心地將硬幣放在水面上，硬幣則可以漂移在水面上；假如將硬幣一枚接一枚當(dāng)心地投入水中，只見(jiàn)水面會(huì)高出碗的邊緣而不致溢出，對(duì)此正確的觀點(diǎn)是(C)A．這是虎跑泉水的特有現(xiàn)象，由此可證明泉水的質(zhì)地的確優(yōu)良B．這種現(xiàn)象的發(fā)生主要是由于泉水里面添加了某種特殊物質(zhì)C．這種現(xiàn)象是正常的，并非是虎跑泉水所特有D．這種現(xiàn)象不行能發(fā)生解析：這是液體的表面張力現(xiàn)象，并非虎跑泉水的特有現(xiàn)象．2.在天平的左盤(pán)掛一根鐵絲，右盤(pán)放一砝碼，且鐵絲浸于液體中，此時(shí)天平平衡，如圖所示，現(xiàn)將左端液體下移使鐵絲剛剛露出液面，則(C)A．天平仍舊平衡B．由于鐵絲離開(kāi)水面沾上液體，重量增加而使天平平衡破壞，左端下降C．由于鐵絲剛離開(kāi)液面，和液面間生成一液膜，此液膜的表面張力使天平左端下降D．以上說(shuō)法都不對(duì)解析：鐵絲在剛離開(kāi)液面時(shí)和液面之間形成一層膜，膜中分子密度小，分子稀疏，分子間距離較大，分子力表現(xiàn)為引力，對(duì)鐵絲產(chǎn)生向下的拉力作用，使天平左端下降，故C正確．3.在水中浸入兩個(gè)同樣細(xì)的毛細(xì)管，一個(gè)是直的，另一個(gè)是彎的，如圖，水在直管中上升的高度比在彎管中的最高點(diǎn)還要高，那么彎管中的水將(B)A．會(huì)不斷地流出B．不會(huì)流出C．不肯定會(huì)流出D．無(wú)法推斷會(huì)不會(huì)流出解析：水滴在彎管口處受重力的作用而向下凸出，這時(shí)表面張力的合力豎直向上，使水不能流出，故選項(xiàng)B正確．4．(多選)以下各種說(shuō)法中正確的有(CD)A．因?yàn)樗y滴在玻璃上將成橢球狀，所以說(shuō)水銀是一種不浸潤(rùn)液體B．由于大氣壓作用，液體在細(xì)管中上升或下降的現(xiàn)象稱為毛細(xì)現(xiàn)象C．在人造衛(wèi)星中，由于一切物體都處于完全失重狀態(tài)，所以一個(gè)固定著的容器中裝有浸潤(rùn)其器壁的液體時(shí)，必需用蓋子蓋緊，否則容器中的液體肯定會(huì)沿器壁流散D．當(dāng)A液體和B固體接觸時(shí)，發(fā)生浸潤(rùn)現(xiàn)象還是發(fā)生不浸潤(rùn)現(xiàn)象，關(guān)鍵取決于B固體分子對(duì)附著層A液體分子的吸引力比液體內(nèi)的分子對(duì)附著層分子吸引力大些還是小些解析：水銀不浸潤(rùn)玻璃，但可能浸潤(rùn)其他固體，所以A錯(cuò)．在處于完全失重狀態(tài)的人造衛(wèi)星上，假如液體浸潤(rùn)其器壁，液體和器壁的附著層就會(huì)擴(kuò)張，沿著器壁流散，故必需蓋緊，C正確．D選項(xiàng)正確