9.2 液体

第九章物态变化第九章物态和物态变化9.2液体一.液体的微观结构液体有一定的体积，不易被压缩，这一特点跟固体—样；另一方面又像气体，没有一定的形状，具有流动性。液体的分子间距离大约为r0，相互作用较强，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，这一点跟固体分子的运动情况类似。但液体分子没有固定的平衡位置，它们在某一平衡位置附近振动一小段时间后，又转到另一个平衡位置去振动。这就是液体具有流动性的原因。这一个特点明显区别于固体。解决下列问题：1、硬币为何会浮在水面上？棉线为什么会绷紧？2、水滴在干净的玻璃上和蜡上为何会有不同？3、液体在细管中为何会上升？有没有下降的情况？为什么叶面上的露珠总是球形的?为什么由滴管口缓慢流出的液体不是连续的液流而是连串的液滴?为什么一些昆虫可以停在水面上而不致沉入水里?……二.液体的表面张力液体的表面张力•液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫做表面层•处于表面层的液体分子，一方面受到上方气体分子作用，另一方面又受到下方液体分子作用。而液体分子比气体分子的作用强，所以，表面层分子排列比液体内部要稀疏些，分子间距离较液体内部也大一点•在表面层里分子间的作用就表现为引力。•液面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力液体表面具有收缩到最小的趋势汽表面层液体二、液体表面张力产生的原因液体表面微观图思考:液体分子在表面层与它在液体、气体中分布有什么不同，分子间作用力又是怎样的？表面层分子间距比较稀疏，分子间距r0，分子间的作用表现为相互吸引。液体的表面张力液体表面张力的分析图线两侧液体之间的作用力为引力1F2FNM①②在液体表面设想一条任意直线，把液面分成两个部分使液体表面绷紧表面张力方向垂直与所画的线MN知识巩固①蛛网上的水珠为何呈球状？结论：表面张力会使液面收缩，使其收缩到表面积最小。知识巩固②弯成弧形的棉线所受张力的方向怎样？结论：表面张力的作用是使液体表面形成一层薄膜液面对回形针的作用其实是这层膜对它有作用知识巩固③液面对缝衣针的作用是液体的表面张力吗？不是二、毛细现象我们已知道液体跟气体接触时，在接触的表面存在一个薄层---表面层，表面层的性质决定了液体出现表面引力，使液体具有收缩的趋势，那么在液体与固体接触时，会出现什么现象呢？（一）浸润和不浸润1、附着层内液体分子间的距离大于分子力平衡距离r0，附着层内分子间的作用表现为引力，附着层有收缩的趋势，这样液体与固体间表现为不浸润2、附着层内液体分子间的距离小于分子力平衡距离r0，附着层内分子间的作用表现为斥力，附着层有收缩的趋势，这样液体与固体间表现为浸润浸润和不浸润的微观解释1、毛细现象：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象。2、浸润液体在毛细管里上升后，形成凹月面，不浸润液体在毛细管里下降后形成凸月面。3、毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大。4、细管内液面上升的原因：当毛细管里插入浸润液体中时，附着层里的推斥力使附着层沿管壁上升，这部分液体上升引起液面弯曲，呈凹形弯月面使液体表面变大.与此同时由于表面层的表面引力的收缩作用，管内液体也随之上升，直到表面张力向上的拉伸作用与管内升高的液体的重力相等时，达到平衡，液体停止上升，稳定在一定的高度。利用类似的分析，也可以解释不浸润液体在毛细管里下降的现象。液体浸润管壁，液体边缘部分的表面张力如图，表面张力使管中的液体上升，当液体的重力跟表面张力相等时，液面稳定，管子越细，液柱上升的越高毛细现象解释三、液晶随着人们对物质状态认识的深入，发现物质除了通常呈现的固态、液态和气态外，还存在着一些其他的状态，如等离子态、液晶态、超导态、中子态等。其中的液晶态具有一些独特的光学性质，被人们不断地认识和应用。（一）液晶态研究发现有许多有机化合物可以呈现于晶体和液体之间的状态（如通常所说的胆固醇就是这亲），它们一方面偈液体具有流动性，另一方面又像晶体，分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性。液晶分子1．液晶态：物质既有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐，各向异性的状态，叫做物质的液晶态．2．液晶：处于液晶状态的物质叫做液晶．3．不是所有物质都具有液晶态，现已发现几千种有机化合物具有液晶态．•组成晶体的物质微粒（分子、原子或离子）依照一定的规律在空间有序排列，构成空间点阵，所以表现为各向异性．而液体分子表现为排列无序性和流动性．•液晶态是介于固态和液态之间的中间态．•液晶分子既保持排列有序性，保持各向异性，又可以自由移动，位置无序，因此也保持了流动性．2．液晶的特点液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体．3．液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷液晶分子的排列是不稳定的，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等．都可以改变液晶的光学性质．4．液晶的外形特征液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子．（三）、液晶的一般用途笔记本电脑的液晶显示屏手机的液晶显示屏液晶的特性决定了它的用途，它在显示技术、电子工业、航空工业、生物医学等多方面都有广泛的应用．