第二章 第五节 液体-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第三册）

第5节　液体

知识点归纳

知识点一、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较大．

(3)分子的热运动：液体分子的移动比固体分子的移动更容易，所以在温度相同的情况下，液体的扩散速度要比固体的扩散速度快．

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．

(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．

知识点二、液体的表面张力

1．表面层

(1)定义：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层．

(2)性质：表面层里的分子要比液体内部稀疏些，分子间距要比液体内部大，分子间的相互作用力表现为引力．

2．表面张力及其作用

(1)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。

(2)表面张力的大小与边界线长度有关，还跟液体的种类、温度有关。

(3)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。在体积相同的情况下，球形的表面积最小。

知识点三、浸润和不浸润

1．附着层：液体与固体接触时，在接触的位置形成的一个液体薄层．同一液体对某些固体浸润，对另外一些固体可能不浸润，这取决于附着层中液体分子的受力情况．

2．浸润和不浸润

(1)浸润：液体附着在固体表面上的现象叫做浸润．

(2)不浸润：液体不能附着在固体表面上的现象叫做不浸润．

落在洁净玻璃板上的小水银球能在上面滚来滚去而不附着在上面．

落在洁净玻璃板上的小水珠会附在玻璃板上形成薄层．

3．理论分析：跟固体相接触的液体薄层叫附着层，由于不同固体和液体的分子性质不同使得有些附着层内液体分子较内部稀疏，分子力表现为引力，液面收缩，表现为不浸润；而有些附着层内液体分子较内部密集，分子力表现为斥力，液面扩展，表现为浸润．

知识点四、毛细现象

1．定义：在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．理论分析：在浸润的情况下，附着层扩展，表面层收缩使液面升高，最终是表面张力的作用跟液柱因重力而产生的作用相平衡；不浸润的情况下，附着层收缩，表面层收缩使液面下降，最终是表面张力的作用跟毛细管外液体产生的压力作用相平衡．

3．毛细现象的应用

棉花脱脂后能够吸水的原因在于其内部有许多细小的孔道，起到毛细管作用．

田间农作物的重要管理措施是锄地松土，防止土地板结，其目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会快速引到地面而蒸发掉.

4．浸润液体在毛细管里上升的高度

如图所示，设毛细管内半径为r，并设液面单位长度上的表面张力为F0.由于毛细管内径很小，可以粗略认为沿着管壁的液面是竖直的．以液柱为研究对象，则：竖直向上作用到液体上的表面张力为：F＝2πrF0.设液面高度为h，液体密度为ρ，则竖直向下作用到液柱上的重力为G＝πr2ρgh.当液柱静止时，有F＝G.

即2πrF0＝πr2ρgh，故h＝。由此式可见，对同一液体(F0、ρ相同，g为常数)

则h∝。所以管子越细，h越大，亦即毛细现象越明显．

知识点五、液晶

1．定义：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，处于这种状态的化合物叫做液晶．

2．特点

(1)液晶具有液体的流动性．

(2)液晶具有晶体的光学各向异性．