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1、第九章 物态和物态变化液体第1页，本讲稿共25页复习提问1、固体有哪些性质，与它的微观结构有什么关系？2、液体有哪些性质，你能猜想它的微观结构与固体有什么相似之处？又有什么不同？第2页，本讲稿共25页固体有哪些性质，与它的微观结构有什么关系？1、（1）固体分为晶体和非晶体。区别主要有以下三点：a、在外形上，晶体有规则的几何形状，而非晶体则没有。b、在物理性质上，晶体（单晶体）具有各项异性，而非晶体则是各项同性的。C、在熔点上，晶体有一定的熔点，而非晶体则没有一定的熔点。（2）a、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中整齐地排列；b、晶体中物质微粒的相互作用很强，微粒的热
2、运动不足以克服它们的相互作用而远离；c、微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动；d、晶体在不同方向上，物质微粒的数目不同，即在不同方向上物质微粒的排列情况不同，从而引起晶体的不同方向上物理性质的不同。第3页，本讲稿共25页(一)液体有哪些性质，你能猜想它的微观结构与固体有什么相似之处？又有什么不同？(1)液体的性质液体和固体一样有一定的体积，不易压缩，但液体无一定的形状，像气体一样具有流动性，液体的这些性质是由它的微观结构所决定的。(2)液体的微观结构液体的微观结构 液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，液体分子的热运动液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，液体分子的热运动主
3、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做有规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小的区域内做有规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成流体由大量这种暂形成随时改变，有时瓦解，有时又重新形成流体由大量这种暂形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着 第4页，本讲稿共25页3液体的微观结构可解释（1）液体表现出各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无章地分布着的小区域构成，所以液体表现出各向同性（2）液体具有一定的体积：液体分子的排列更接近
4、于固体，液体中的分子密集在一起，相互作用力大，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（3）液体具有流动性：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）液体的扩散比固体的扩散要快：流体中的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第5页，本讲稿共25页 为什么叶面上的露珠总是球形的？为什么由滴管口缓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
5、虫可以停在水面上而不致沉入水里一些昆虫可以停在水面上而不致沉入水里?（二）（二）.液体的表面张力液体的表面张力第6页，本讲稿共25页液体表面具有收缩趋势.wmv视频第7页，本讲稿共25页表面张力.wmv视频第8页，本讲稿共25页1 1事实证明：液体的表面具有收缩趋势事实证明：液体的表面具有收缩趋势 2 2表面层：液体跟气体接触表面存在一个薄层叫做表面层表面层：液体跟气体接触表面存在一个薄层叫做表面层 表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子力表现为引力子力表现为引力 第9页，本讲稿共25页3表面张力：液面各部
6、分间相互吸引的力叫做表面张力MNF1F2表表面面张张力力是是表表面面层层内内分分子子力力作作用用的的结结果果表表面面层层里里分分子子间间的的平平均均距距离离比比液液体体内内部部分分子子间间的的距距离离大大，于于是是分分子子间间的的引引力力和和斥斥力力比比液液体体内内部部的的分分子子引引力力和和斥斥力力都都有有所所减减小小，但但斥斥力力比比引引力力减减小小得得快快，所所以以在在表表面面层层上上划划一一条条分分界界线线MN时时，两两侧侧的的分分子子在在分分界界线线上上相相互互吸吸引引的的力力将将大大于于相相互互排排斥斥的的力力宏宏观观上上表表现现为为分分界界线线两两侧侧的的表面层相互拉引，即产生了
7、表面张力表面层相互拉引，即产生了表面张力第10页，本讲稿共25页4表面张力是液体表面具有收缩趋势的原因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第11页，本讲稿共25页第12页，本讲稿共25页二、毛细现象二、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？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（一）浸润和不浸润第13页，本讲
8、稿共25页浸润与不浸润.wmv视频第14页，本讲稿共25页浸润和不浸润的微观解释浸润和不浸润的微观解释第15页，本讲稿共25页浸润与不浸润浸润与不浸润1、浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫做浸润。2、不浸润：一种液体不会润湿某种固体也就不会附着在固体的表面上，这种现象叫做不浸润。3、附着层：当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫做附着层。第16页，本讲稿共25页4、浸润不浸润的微观解释附着层里的分子既受到固体分子的吸引，又受到液体分子的吸引，如果受到的固体分子的吸引比较弱，附着层里的分子就比液体内部稀疏，在附着层里就出现跟表面张力相似的收缩力，这里跟固体接
9、触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润。相反，如果受到的固体分子的吸引比较强，附着层里的分子就比液体内部密，在附着层里就出现液体分子互相排斥的力，这时跟固体接触的液体表面有扩张的趋势，产生浸润现象。第17页，本讲稿共25页（二）毛细现象（二）毛细现象教学录像：毛细现象教学录像：毛细现象第18页，本讲稿共25页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、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。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、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
10、形成凸月面。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，、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。高度差越大。4、毛细现象的解释：、毛细现象的解释：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，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管内液
11、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。里下降的现象。第19页，本讲稿共25页5、毛细现象的应用和防止、毛细现象的应用和防止录像：生活中的毛细现象录像：生活中的毛细现象录像：土壤中的毛细现象录像：土壤中的毛细现象第20页，本讲稿共25页三、液晶三、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，还随着人们对物质状态认识的深入，发现
12、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。些独特的光学性质，被人们不断地认识和应用。（一）液晶态（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，
13、具有各向异性。子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性。液晶分子液晶分子1液晶态：物质既有液体的流动性，又具液晶态：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，有晶体的分子排列整齐，各向异性的状态，叫做物质的液晶态叫做物质的液晶态2液晶：处于液晶状态的物质叫做液液晶：处于液晶状态的物质叫做液晶晶3不是所有物质都具有液晶态，现已发现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几千种有机化合物具有液晶态 第21页，本讲稿共25页液晶视频第22页，本讲稿共25页（二）、液晶的性质和特点（二）、液晶的性质和特点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
14、，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 第23页，本讲稿共25页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 第24页，本讲稿共25页（三）、液晶的一般用途（三）、液晶的一般用途 笔记本电脑的液晶显示屏笔记本电脑的液晶显示屏 手机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学等多方面都有广泛的应用第25页，本讲稿共25页