【优化设计】2015-2016学年高中物理 第九章 固体、液体和物态变化 2 液体课件 新人教版选修

2液体情境导入课程目标北京时间2013年6月20日上午,神舟十号3名航天员在天宫一号里为全国6000多万学生进行了神奇的太空授课。如图所示为航天员王亚平正在回收实验过程中甩出的一个小水滴,你知道太空中的小水滴为什么呈球形吗?1.能从液体的微观结构入手了解液体的基本性质。2.知道生活中的表面张力现象,了解表面张力形成的原因。3.能通过观察和实验了解浸润和不浸润、毛细现象及它们的产生原因。4.了解液晶的特点及它在生活、生产、科研中的应用。一二三四五一、液体的微观结构1.液体的微观结构特点(1)分子距离:液体不易被压缩,这说明液体分子间的距离很小。(2)分子力:液体分子间的相互作用力很大。(3)分子的热运动:液体分子热运动与固体分子相似,但每个分子没有固定的位置,可在液体中移动,因此表现出流动性。2.液体的宏观性质(1)液体具有一定的体积,不易被压缩。(2)液体没有一定的形状,具有流动性。一二三四五二、液体的表面张力1.液体的表面层(1)概念:液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫作表面层。(2)特点:表面层内分子间的距离大于r0,因此分子间的相互作用表现为相互吸引。2.液体的表面张力(1)定义:如果在液体表面任意画一条线,线两侧的液体之间的作用力是引力,它的作用是使液体表面绷紧,所以叫作液体的表面张力。(2)形成原因:液体表面具有收缩的趋势,这是因为在液体内部分子引力和斥力可以认为相等,而在表面层里分子间距较大,分子间的相互作用力表现为引力的缘故。一二三四五三、浸润和不浸润1.附着层当液体和固体接触时,接触的位置形成的一个液体薄层,叫作附着层。2.浸润和不浸润(1)概念:一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上,这种现象叫作浸润;一种液体不会润湿某种固体,也就不会附着在这种固体表面,这种现象叫作不浸润。(2)特点:一种液体是否浸润某种固体,与这两种物质的性质有关系。(3)产生原因:浸润和不浸润是分子力作用的表现。当附着层的液体分子比液体内部分子稀疏,附着层内分子间的作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,这样的液体和固体之间表现为不浸润;如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离,附着层内分子之间的作用表现为斥力,附着层有扩展的趋势,这样的液体与固体之间表现为浸润。一二三四五思考同学们,你观察过落水的鸡吗?如图所示,鸡落水时会全身湿透,俗称“落汤鸡”,而鸭子在水中嬉戏,上岸后抖一抖身子,水便会被抖落,比鸡可潇洒多了,你知道这是为什么吗?提示:这是由于鸭子经常用嘴把油脂涂到羽毛上,使水不能浸润羽毛的原因。一二三四五四、毛细现象1.概念浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,称为毛细现象。2.特点实验和理论分析都表明,对于一定的液体和一定材质的管壁,管的内径越细,管内外液面的高度差越大。思考你知道为什么松土能保持土壤中的水分吗?提示:把地面的土壤锄松,破坏了土壤里的毛细管,地下的水分就不会沿着毛细管上升到地面被蒸发掉。一二三四五五、液晶1.概念有些化合物像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,人们把处于这种状态的物质叫液晶。2.出现液晶态的条件有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态;另一些物质,在适当的溶剂中溶解时,在一定的浓度范围之内具有液晶态。3.微观结构位置无序使它像液体,而排列有序使它像晶体,所以液晶是有晶体结构的液体。4.用途当前液晶最主要的应用方向是在显示器方面的应用。探究一探究二探究一液体的微观结构与液体的表面张力●问题导引●“水上飘”在武侠小说中常用来形容一个人轻功高,而生活中一些小昆虫就能在水面上轻松地跑来跑去,甚至在水面上“亭亭玉立”。你知道它们是怎么做到的吗?提示:靠水的表面张力产生的作用。探究一探究二●名师精讲●1.液体的微观结构液体中的分子跟固体一样是聚集在一起的,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,但液体分子只在很小的区域内有规则地排列,这种区域是暂时形成的,边界和大小随时改变,有时瓦解,有时又重新形成。液体由大量这种暂时形成的小区域构成,这种小区域杂乱无章地分布着。2.液体的宏观特性(1)各向同性:液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成,所以液体表现出各向同性。(2)一定体积:液体分子的排列更接近于固体,液体中的分子聚集在一起,分子间距接近于r0,相互间的束缚作用强,主要表现为在平衡位置附近做微小振动,所以液体具有一定的体积。探究一探究二(3)流动性:液体分子能在平衡位置附近做微小的振动,但没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体中移动,这是液体具有流动性的原因。(4)扩散特点:液体中扩散现象是由液体分子运动产生的,分子在液体里的移动比在固体中容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩散快。3.液体的表面张力及其作用(1)表面张力的形成原因:表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大,分子间的相互作用表现为引力。(2)表面张力的方向:表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线。如图所示。探究一探究二(3)表面张力的大小:表面张力的大小除了跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、温度有关。(4)表面张力的作用:表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小。而在体积相同的条件下,球形的表面积最小。例如,吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形。(但由于受重力的影响,往往呈扁球形,在完全失重条件下才呈球形)探究一探究二【例题1】水的密度比沙的密度小,为什么沙漠中的风能刮起大量沙子,而海洋上的风却只带有少量的水沫?解析:由于海水水面有表面张力的作用,水珠之间相互吸引着,风很难把水珠刮起,只能形成海浪,所以海洋上的风只带着少量的水沫,而沙漠中的沙子却不一样,沙粒之间作用力很小,几乎没有,所以风很容易刮起大量沙子。答案:见解析题后反思要善于应用所学知识对生产、生活中常见的实际现象作出合理解释,提高分析、解决实际问题的能力。探究一探究二探究二浸润、不浸润与毛细现象●问题导引●1.把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来,可观察到从水银中取出的玻璃上没有附着水银,而从水中取出的玻璃上会沾上一层水,为什么会出现上述两种不同的现象呢?提示:这是由于水能浸润玻璃,而水银不能浸润玻璃的原因。2.如果有石蜡或油脂粘在衣服上,可以把两层棉纸分别放在粘有蜡迹或油脂的衣服的上面和下面,然后用烧热的熨斗在棉纸上来回熨烫就可以除掉蜡迹或油脂,其中的原因是什么?提示:放在衣服上、下面的棉纸内有许多细小的毛孔,起着毛细管的作用,当蜡或油脂受热熔化成液体之后,由于毛细现象,会把蜡或油脂吸掉。探究一探究二●名师精讲●1.对浸润和不浸润的理解(1)附着层内分子受力情况:液体和固体接触时,附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外,还受到固体分子的吸引。(2)浸润的成因:当固体分子吸引力大于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稠密,附着层中分子之间表现为斥力,具有扩展的趋势,这时表现为液体浸润固体。(3)不浸润的成因:当固体分子吸引力小于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稀疏,附着层中分子之间表现为引力,具有收缩的趋势,这时表现为液体不浸润固体。探究一探究二2.对毛细现象的理解(1)两种表现:浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降。(2)产生原因:毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如图所示,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,因而管内液面要比管外高;乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到一向下的力,因而管内液面比管外低。探究一探究二温馨提示同一种物体,对有些液体浸润,对有些液体不浸润。同一种液体,对一些固体是浸润的,对另一些固体是不浸润的。例如:水能浸润玻璃,但不能浸润石蜡;水银不能浸润玻璃,但能浸润铅。探究一探究二【例题2】(2014·临沂高二检测)把极细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是()探究一探究二解析:因为水能浸润玻璃,所以A正确,B错误。水银不能浸润玻璃,C正确。D项中外面浸润,里面不浸润,这是不可能的。故正确选项为A、C。答案:AC题后反思毛细现象中,若液体与管浸润,则管壁给液体向上的拉力,使靠近管壁处的液体上升,液面下凹;若液体不浸润管,则管壁给液体向下的拉力,使靠近管壁处的液体下降,液面上凸。123451.下列现象中,主要是液体表面张力起作用的是()A.缝衣针漂浮在水面上B.小木船漂浮在水面上C.荷叶上的小水珠呈球形D.慢慢向小酒杯中注水,即使水面稍高出杯口,水也不会流出来解析:缝衣针漂浮在水面上,针并没有浸入液体中,只受到水表面的作用力,故是表面张力在起作用,A正确;小木船漂浮在水面上,受到的是水的浮力,B错误;表面张力的作用可以使液面收缩,C、D正确。答案:ACD123452.玻璃上不附着水银,发生这种不浸润现象的原因是()A.水银具有流动性B.玻璃表面光滑C.水银与玻璃接触时,附着层里水银受到玻璃分子的引力较弱D.水银与玻璃接触时,附着层里的分子比水银内部稀疏解析:发生不浸润现象的原因是附着层里的分子受固体分子的引力较小,使附着层里的液体分子比液体内部稀疏,附着层里的液体分子间表现为引力。附着层在引力作用下收缩,从而出现不浸润现象。故A、B错误,C、D正确。答案:CD123453.用内径很细的玻璃管做成的水银气压计,其读数比实际气压()A.偏高B.偏低C.相同D.无法判断解析:水银对玻璃是不浸润的,由于内径很细,则可发生毛细现象,对液柱起压低作用,所以水银柱高度降低,示数偏低,则B项正确。答案:B123454.(2013·上海高考)液体与固体具有的相同特点是()A.都具有确定的形状B.体积都不易被压缩C.物质分子的位置都确定D.物质分子都在固定位置附近振动解析:液体具有流动性,没有固定形状,分子的位置也不确定,液体和固体都不易被压缩,B项正确。答案:B123455.关于液晶,下列说法错误的是()A.棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态B.液晶内部的分子排列很稳定,不受外界因素的影响C.液晶是一些特殊化合物在任何环境下表现出的固有状态D.有一种液晶,随着温度的逐渐升高,其颜色按顺序改变,利用这种性质,可用来探测温度解析:液晶态与分子的形状有关,棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态,A正确;液晶内部分子排列不稳定,当外界条件发生微小变化时,液晶分子的排列将会发生显著的变化,B错误;液晶物理性质的不稳定性,利用液晶随温度变化和改变颜色的性质可探测温度,D正确;液晶态是某些化合物在特定条件下表现出的一种状态,C错误。故错误的是B、C。答案:BC