表面张力与毛细现象共44页
毛细效应原理
毛细效应原理毛细管是一种细小的管道，当液体在毛细管内部上升时，我们可以观察到毛细效应。
毛细效应是一种液体在细小管道内部上升的现象，它是由于表面张力和压力差引起的。
毛细效应的原理对于我们理解液体在微观尺度下的行为以及一些实际应用具有重要意义。
首先，我们来了解一下表面张力。
表面张力是指液体表面上的分子受到的合力，它使得液体表面呈现出一种类似薄膜的特性。
在毛细管内部，液体分子受到的表面张力会使得液体向上升。
这是因为在毛细管内部，液体分子与管壁上的分子之间的相互作用力比液体分子之间的相互作用力要大，从而形成了一个向上的合力，使得液体得以上升。
其次，毛细效应的原理还与压力差有关。
在毛细管内部，液体上升的过程中会形成一个液体柱，液体柱顶端的压强要小于液体底部的压强，这就形成了一个压力差。
根据液体的压力原理，液体会从高压区域流向低压区域，因此液体会不断向上升。
毛细效应的原理不仅仅存在于理论层面，它还有着广泛的应用。
例如，在植物的根系中，毛细效应帮助水分从土壤中上升到植物的茎叶部分，满足植物生长所需的水分。
在实验室中，毛细效应也被用于测定液体的表面张力和粘度等物理性质。
此外，在微流体领域，毛细效应也被广泛应用于微型管道和微型通道中，用于控制微流体的输送和混合。
总之，毛细效应原理是由表面张力和压力差共同作用引起的液体在细小管道内部上升的现象。
它对我们理解液体在微观尺度下的行为以及一些实际应用具有重要意义。
通过对毛细效应原理的深入研究和应用，我们可以更好地掌握液体的特性，推动微流体领域的发展，以及在生物、化工等领域中发挥更大的作用。
毛细现象详细资料大全
毛细现象详细资料大全毛细现象（capillarity）在一些线度小到足以与液体弯月面的曲率半径相比较的毛细管中发生的现象。
毛细管中整个液体表面都将变得弯曲，液固分子间的相互作用可扩展到整个液体。
日常生活中常见的毛细现象，如水因能润湿玻璃而会在细玻璃管中升高；反之，水银却因不能润湿玻璃而在其中下降。
究其原因，全在于液体表面张力和曲面内外压强差的作用。
基本介绍•中文名：毛细现象•外文名：capillarity•性质：物理现象•实例：砖块吸水、毛巾吸汗•有害现象：湿潮•相关公式：h=2γcosθ/(ρgr)•本质：液体表面对固体表面的吸引力现象,浸润液体,附加压强,上升高度,公式,推导,生物现象,实验,现象液体表面类似张紧的橡皮膜，如果液面是弯曲的，它就有变平的趋势.因此凹液面对下面的液体施以拉力，凸液面对下面的液体施以压力。
浸润液体在毛细管中的液面是凹形的，它对下面的液体施加拉力，使液体沿着管壁上升，当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时，管内的液体停止上升，达到平衡。
同样的分析也可以解释不浸润液体在毛细管内下降的现象。
毛细作用，是液体表面对固体表面的吸引力。
毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外，毛细管插入不浸润液体中，管内液体下降，低于管外的现象。
毛巾吸水，地下水沿土壤上升都是毛细现象。
在洁净的玻璃板上放一滴水银，它能够滚来滚去而不附着在玻璃板上。
把一块洁净的玻璃板浸入水银里再取出来，玻璃上也不附着水银。
这种液体不附着在固体表面上的现象叫做不浸润。
对玻璃来说，水银是不浸润液体。
在自然界和日常生活中有许多毛细现象的例子。
植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管，它能把土壤里的水分吸上来。
砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象。
在这些物体中有许多细小的孔道，起著毛细管的作用。
有些情况下毛细现象是有害的。
例如，建筑房屋的时候，在砸实的地基中毛细管又多又细，它们会把土壤中的水分引上来，使得室内潮湿。
《科学毛细现象》课件
毛细现象的应用
总结词
列举一些毛细现象的应用实例，展示其 在生活和工业生产中的实际应用价值。
VS
详细描述
毛细现象在许多领域都有广泛的应用。例 如，在建筑行业，毛细现象被用于防水材 料的设计；在医疗领域，毛细现象被用于 制造微流体芯片和药物传递系统；在环保 领域，毛细现象被用于水净化和土壤修复 等。此外，毛细现象在印刷、纺织、农业 等领域也有着重要的应用。
2. 将细玻璃管插入水中，观察水在玻璃管中的上升高度。
实验步骤与实验过程
01
3. 改变玻璃管的材料、直径和液 体的种类，重复实验步骤2。
02
4. 记录实验数据并进行比较分析 。
实验步骤与实验过程
实验过程
1. 将细玻璃管插入水中，观察水在玻璃管中的上升高度，并用尺子测量 高度。
2. 更换不同材料的玻璃管或改变玻璃管的直径，重复实验步骤1。
物检测、环境监测等领域。
生物医学应用
在生物医学领域，毛细现象的应用主要 体现在血液和细胞等生物液体的流动和
传输过程中。
毛细血管是人体内最细小的血管，血液 在毛细血管中的流动是依靠毛细现象实
现的。
在医学诊断和治疗中，毛细现象的原理 还可以用于制造微小针头、药物传输系
统等医疗设备。
工业生产中的毛细现象
毛细现象与流体力学的关系
研究毛细现象与流体力学的相互影响，以及 在流体动力学中的重要应用。
毛细现象与热力学
探讨毛细现象与热力学之间的联系，以及在 热力学中的重要应用。
TH象的实验研究
实验目的与实验原理
实验目的
通过实验探究毛细现象，理解其产生 原理，并掌握相关应用。
实验原理
毛细现象是指液体在细管或细孔中上 升或下降的现象。本实验将通过观察 不同条件下毛细现象的变化，探究其 产生的原因和影响因素。
胶体化学第4章 表面张力 毛细作用和润湿作用
则x与y各增加dx和dy 。
Young-Laplace 公式
移动后曲面面积增量为： dAs (x dx)( y dy) xy
D'
x dx C'
o'
xdy ydx (dydx 0)
增加这额外表面所需功为
A'
D
dz
B'
C
y
o
Wf g xdy ydx
克服附加压力所作的功为 W ' psdV dV xydz
第四章 表面张力、毛细作用和 润湿作用
附加压力
表面现象
表面润湿 表面吸附
蒸汽压
毛细现象
表面张力和表面能
ps
界定：界面和表面
什么是界面?
不同相态之间，两相紧密接触、约有几个分子厚度的 过渡区，称为该两相的界面（interface）。
常见的界面有：
液体 界面 性质
气-液界面 液-液界面 液-固界面
气-固界面 固-固界面
液体界面性质的研究内容
研究对象： 液-气界面性质; 液-固界面性质; 液-液界面
基本内容： 1、物体表面会发生怎样的物理化学现象 2、物体表面分子和内部有何不同 3、界面现象对体系性质的影响
前沿热点、实际应用：
1、超临界干燥技术 2、仿生材料——超疏水、超亲水材料 3、分子子组装膜；LB膜。。。。。。
狭义的表面吉布斯自由能：
g
G ( A ) p,T ,nB
保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，
Gibbs自由能的增加值称为表面Gibbs自由能，或简称表
面自由能或表面能，用符号g 或 表示，单位为J·m-2。
等温、等压条件下，可逆的增加单位表面积时，环 境对体系所做的功转化为表面层分子的吉布斯自由能。
表面张力和毛细现象
02
1. 洗涤剂
用于清洁衣物、餐具等，通过降低表 面张力使污渍更容易被去除。
03
2. 化妆品
用于护肤品、彩妆等产品中，改善皮 肤和头发的质感，增加产品的稳定性。
4. 医药领域
用于药物制备、注射剂等，提高药物 的溶解度和稳定性。
05
04
3. 食品工业
用于食品添加剂、乳化剂等，提高食 品的口感和稳定性。
生物学中的表面科学
在生物学领域，表面张力在细胞膜的结构和功能 中发挥重要作用，细胞膜的表面张力与细胞生长、 分裂和迁移等生理过程密切相关。
表面张力还影响生物分子在水溶液中的自组装和 相互作用，从而影响生物分子的结构和功能。
环境科学中的表面科学
在环境科学中，表面张力被用于研究 水与土壤、空气之间的界面现象，如 水滴在土壤表面的润湿和扩展，以及 水蒸气在植物叶片表面的凝结等。
01
02
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05
总结词
1. 阴离子型表面 2. 阳离子型表面 3. 非离子型表面 4. 两性离子型表
活性剂
活性剂
活性剂
面活…
常见的表面活性剂包括阴 离子型、阳离子型、非离 子型和两性离子型等，它 们具有不同的特性和应用 范围。
如肥皂、洗涤剂等，其分 子中的亲水基团被负离子 覆盖，具有较好的去污和 清洁能力。
不同物质具有不同的表面张力，因为分子 间的相互作用力不同。
气体在液体表面的溶解
气体在液体表面的溶解会使表面张力减小。
02
毛细现象
毛细现象的定义
01 毛细现象
是指液体在细管或细孔隙中上升或下降的现象。
02 毛细管
是指细小的管道或孔隙，其直径通常小于液体的 最大分子直径，因此能使液体在管内或孔隙中产 生毛细现象。
液体 表面张力 毛细现象
如果液体对固体润湿， 则接触角为锐角。
如果液体对固体不润湿， 则接触角为钝角。
固
体
h
液体
容器口 径非常小， 附加压强的 存在将使管 内液面升高， 产生毛细现 象。
固 体
液体
容器口径 很小，附加 压强的存在 将使管内液
h
面降低，产 生毛细现象。
.
土地的盐碱化源于毛细现象抽吸地下水
灌溉以及水库会引起地下水 上升，如果达到土壤毛细作 用范围，蒸发就会使地下水 持续上升，水被蒸发，留下 矿物质，引起土地盐碱化。 植树、治沙与土地荒漠化
.
土地的盐碱化源于毛细现象抽吸地下水
.第3章 液体的表面现象. Nhomakorabea.
昆虫在水面上行走
.
Surface tension：Robert Anderson
光的干涉条纹 显示水面高度 的微小变化
.
蚊子靠纳米结构练就水上漂
A ROBOT WALKING ON WATER
.
结论：水面是一张有弹性的膜
如何产生的？
.
二、液体的表面张力现象及微观本质
§3.1 液体的表面张力
在液体与气体的分界面处、厚度等于分子有效作用半径的 那层液体，称为液体的表面（层）。
一、液体的微观结构
液体分子间作用力显著。 宏观上表现为不易压缩性。 液体分子在平衡位置附近做振动和在液体内移动。
表面层是一个厚
汽
度大概为10-9m
表面层
的薄层，液体分
液体
子间距比较大
.
（1）液面收缩的微观解释
接触角：在液、固体接触时，固体表面经过液体内部与液体表
面所夹的角，通常用q 来表示。
当 q 时， 液体润湿固体；
液体 表面张力 毛细现象 ppt课件
固 体
f
A
液体
液体内部的分子要尽量挤入附着层，结果附着层扩展，表现为液体 润湿固体。
液体 表面张力 毛细现象
液体对固体的沾湿和不沾湿
• 固体分子对液体分子的引力 大于液体分子之间的引力， 则称液体对固体是沾湿的， 如水对玻璃，柴油对铁皮； 反之称为不沾湿的，如水银 对玻璃，水对荷叶。
• 柴油对铁皮的沾湿： 危害与防治
表面层是一个厚
汽
度大概为10-9m
表面层
的薄层，液体分
液体
子间距比较大
液体 表面张力 毛细现象
（1）液面收缩的微观解释
F引
1、从分子力的角度，
F
r0
0F
r
B分子合力表现为 垂_直__指__向_液__体__内__部__的_吸__引力
液体 表面张力 毛细现象
表面张力
表面张力是出现在液 体表面的张力，并不 是作用在表面的张力。
液体 表面张力 毛细现象
结论：水面是一张有弹性的膜
如何产生的？
液体 表面张力 毛细现象
二、液体的表面张力现象及微观本质
液体表面像张紧的弹性膜一样，具有收缩的趋势。
（1）毛笔尖入水散开，出水毛聚合； （2）蚊子能够站在水面上； （3）钢针能够放在水面上； （4）荷花上的水珠呈球形； （5）肥皂膜的收缩；
灌溉以及水库会引起地下水 上升，如果达到土壤毛细作 用范围，蒸发就会使地下水 持续上升，水被蒸发，留下 矿物质，引起土地盐碱化。 植树、治沙与土地荒漠化
液体 表面张力 毛细现象
土地的盐碱化源于毛细现象抽吸地下水
液体 表面张力 毛细现象
用引起的。
如果液体对固体润湿， 则接触角为锐角。
如果液体对固体不润湿， 则接触角为钝角。
液体 表面张力 毛细现象
植树、治沙与土地荒漠化
A
21
土地的盐碱化源于毛细现象抽吸地下水
A
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液体表面像张紧的弹性膜一样，具有收缩的趋势。
（1）毛笔尖入水散开，出水毛聚合； （2）蚊子能够站在水面上； （3）钢针能够放在水面上； （4）荷花上的水珠呈球形； （5）肥皂膜的收缩；
液体表面具有收缩趋势的力， 这种存在于液体表面上的张力称为 表面张力。
A
说明：①力的作用是均 匀分布的，力的方向与
液面相切； ②液面收缩至最小。
A
11
2、表面张力系数的基本性质
（1）不同液体的表面张力系数不同，密度小、容易蒸发的 液体表面张力系数小。
（2）同一种液体的表面张力系数与温度有关，温度越高， 表面张力系数越小。
（3）液体表面张力系数与相邻物质的性质有关。
（4）表面张力系数与液体中的A杂质有关。
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不沾湿
A
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一、润湿和不润湿
用引起的。
如果液体对固体润湿， 则接触角为锐角。
如果液体对固体不润湿， 则接触角为钝角。
固
体
h
液体
容器口 径非常小， 附加压强的 存在将使管 内液面升高， 产生毛细现 象。
固 体
液体
容器口径 很小，附加 压强的存在 将使管内液
h
面降低，产 生毛化源于毛细现象抽吸地下水
灌溉以及水库会引起地下水 上升，如果达到土壤毛细作 用范围，蒸发就会使地下水 持续上升，水被蒸发，留下 矿物质，引起土地盐碱化。
液体分子从液体内部运动到附着层内分子间 作用力做正功（即分子势能减小），使得附着层 内分子势能比液体内部分子势能小。
固 体
f
A
液体