(3)表面张力产生的微观本质①分子力观点:表面张力是由于液体表面层内分子间相互作用与液体内部分子间相互作用不同rro分子力:在液体内部的分子之间0彼此互相吸引力,忽略了斥力;分子作用球(约10-8 m):在液体内部P点任取一分子A,B以A为球心,以分子有效作用距离为半径作一球,称为分子作用球。球外分子对A无作用力,球内分子对A的作用力对称分布,合力为零
①分子力观点: 表面张力是由于液体表面层内分子间相互 作用与液体内部分子间相互作用不同。 分子作用球(约10-8 m) : 在液体内部P点任取一分子A , 以A为球心,以分子有效作用 距离为半径作一球,称为分 子作用球 。球外分子对A 无 作用力,球内分子对A 的作用 力对称分布,合力为零。 (3)表面张力产生的微观本质 分子力:在液体內部的分子之间, 彼此互相吸引力,忽略了斥力;
分子间既有引力作用又有斥力作用dro0★ r=r。f=0 平衡位置R★ r<r。f >0斥力起主要作用V12V12=010-1°m分子有效直径d★ r>r。f<0 引力起主要作用 10-8m★r>R f~0R一分子有效作用半径分子力是短程力!
分子间既有引力作用 又有斥力作用 平衡位置 斥力起主要作用 r = ro f = 0 r ro f 0 r ro f 0 r R f 0 引力起主要作用 v12 r d v12=0 R—分子有效作用半径 分子力是短程力! m 8 10− 10 m −10 f o d • 0 r R r 斥力 引力 d −分子有效直径
从表面层中O、R、S点任取一分子,其分子作用球一部分在液体外,空气密度比水小,破坏了表面层的分子受力的球对称性;其受合力与液面垂直,指向液体内部,这使得表面层内的分子与液体内部的分子不同,都受一个指向液体内部的合力f越靠近表面,受到的f越大,在f,作用下,液体表面的分子有被拉进液体内部的趋势A■在宏观上就表现为液体表面有收缩的趋势
f⊥ f⊥ f⊥ ◼ 从表面层中Q、R、S点任取一分子,其分子作 用球一部分在液体外,空气密度比水小,破坏 了表面层的分子受力的球对称性; ◼ 其受合力与液面垂直,指向液体内部,这使得 表面层内的分子与液体内部的分子不同,都受一 个指向液体内部的合力 f⊥ ◼ 越靠近表面,受到的f⊥越大; ◼ 在f⊥作用下,液体表面的分子 有被拉进液体内部的趋势。 ◼在宏观上就表现为液体 表面有收缩的趋势
②从能量观点来分析把分子从液体内部移到表面层,需克服f,作功外力作功,分子势能增加,即表面层内分子的势能比液体内部分子的势能大,表面层为高势能区表面层内,各个分子势能增量的总和称为液体的表面能,用E表示任何系统的势能越小越稳定,所以表面层内的分子有尽量挤入液体内部的趋势,即液面有收缩的趋势,使液面呈紧张状态,宏观上就表现为液体的表面张力。体积一定,球体的表面积最小;
• 任何系统的势能越小越稳定,所以表面层内的 分子有尽量挤入液体内部的趋势,即液面有收 缩的趋势,使液面呈紧张状态,宏观上就表现 为液体的表面张力。 • 体积一定, 球体的表面积最小; ②从能量观点来分析 ◆把分子从液体内部移到表面层,需克服 f⊥ 作功; 外力作功,分子势能增加,即表面层内分子的势能 比液体内部分子的势能大,表面层为高势能区; ◆表面层内,各个分子势能增量的总和称为液体的 表面能,用E 表示