选修3-3第九章第二节 液体(学)

2液体[学习目标] 1.了解液体的微观结构． 2.通过实验和观察，知道生活中的表面张力现象，了解表面张力形成的原因. (重点) 3.知道生活中的浸润和不浸润现象，了解毛细现象．(重点) 4.知道存在于固态和液态的中间态的液晶有什么特征，了解液晶的应用．知识点一液体的微观结构和液体的表面张力1．微观结构分子之间的距离很小，分子间作用力比固体分子间作用力要小．2．宏观性质有一定的体积，不易压缩，具有流动性，比固体扩散速度快．3．分子力的特点在液体内部，分子间的距离在r0左右，而在表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引．4．表面张力由于表面层分子间比较稀疏，分子间的作用表现为引力，使液体表面绷紧，这种力叫表面张力．[思考]我们看到的小草上的露珠为什么都是球形的？【提示】这是由于液体表面张力的作用．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．所以露珠呈球形．[判断]1．液体分子间的相互作用力比固体分子间作用力弱，易流动．( )2．液体表面层分子之间的距离比内部要小些．( )3．液体表面张力具有使液体表面收缩的趋势．( )知识点二浸润、不浸润和毛细现象1．浸润和不浸润(1)定义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．一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫做不浸润．(2)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．(3)本质浸润和不浸润是分子力作用的表现．2．毛细现象(1)定义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)影响因素对于一定的浸润液体和一定材质的管壁，管的内径越细，液体所能达到的高度越高．[思考]你知道为什么松土能保持土壤中的水分吗？【提示】把土壤锄松，破坏了土壤中的毛细管，地下的水分就不会沿毛细管上升到地面被蒸发掉．[判断]1．一种液体可能浸润某种固体，也可能不浸润另一种固体．( )2．液体与固体附着层之间的作用力表现为引力时，液体与固体之间浸润．( )3．对浸润液体，毛细管内径越细，液体上升的高度越高．( )知识点三液晶1．液晶：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．2．液晶的用途：液晶可以用作显示元件，在生物学、电子工业及航空工业中都具有重要应用．[思考]液晶是液体与晶体的混合物吗？提示：液晶是介于液体与固体之间的一种中间态的物质在特定方向上分子排列整齐，其物理性质表现为各向异性，另一方向上分子排列是杂乱的，具有液体的特征，所以晶体还具有流动性，但液晶并不是液体和晶体的混合物．[判断]1．有些物质在特定的温度范围内具有液晶态．( )2．液晶对不同颜色的光的吸收强度与液晶所处电场的强弱无关．( )3．液晶的各向异性是有条件的，只有达到这一条件时，才会表现出各向异性．( )考点一液体的微观结构及表面张力(深化理解) 1．液体的微观结构与宏观特性：液体中的分子密集排列在一起，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，所以液体具有一定的体积．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．所以液体具有流动性，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，无一定的形状．分子的移动比固体分子容易，所以扩散比固体要快．2．液体表面张力的形成(1)分子间距特点：由于蒸发现象，液体表面层分子分布比内部分子稀疏．(2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力．(3)表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜．(4)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9­2­1所示．3．表面张力及其作用(1)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．(2)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．(3)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．【例题1】(多选)(2015·武汉高二检测)下列现象中，关于液体的表面张力说法正确的是( )A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用B．小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果C．缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果【规律总结】表面张力的特点1．表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现．2．表面张力的方向与液面相切，垂直于分界线．3．表面张力的大小由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定．4．表面张力的作用是使液体表面积有收缩到最小的趋势．【及时训练】1．关于液体，下列各种说法中正确的是 ( )A．液体性质介于气体与固体之间，更接近于气体B．液体表现出各向异性C．液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在固定的平衡位置附近做微小的振动D．液体的扩散比固体的扩散快2．(多选)下列现象中，由表面张力引起的现象是( )A．酒精和水混合后体积减小B．水银温度计中水银柱的升降C．荷叶上的小水滴呈球形D．洗头发时，当头发浸泡在水中时呈散开状，露出水面后头发聚拢到一起考点二浸润和不浸润及毛细现象的分析(深化理解) 1．浸润和不浸润现象成因分析：(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，具有扩张的趋势，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．2．毛细现象：(1)两种表现：浸润液体在细管中上升，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．【例题2】 (多选)以下说法中正确的是( )A．因为水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体B．液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体两者的性质共同决定的C．在人造卫星中，由于一切物体都处于完全失重状态，所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时，必须用盖子盖紧，否则容器中的液体一定会沿器壁流散D．当A液体和B固体接触时，发生浸润现象还是发生不浸润现象，关键取决于B固体分子对附着层A液体分子的吸引力比液体内的分子对附着层分子吸引力大些还是小些【规律总结】浸润现象的分析要点1．一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系，例如：水银不浸润玻璃，但浸润铅；水浸润玻璃，但不浸润石蜡．2．浸润和不浸润可以用附着层的液体分子的分布来解释，浸润的本质是扩展，不浸润的本质是收缩．【及时训练】1．关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中正确的是( )A．水是浸润液体B．水银是不浸润液体C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象2．(多选)将不同材料制成的甲、乙细管插入相同的液体中，甲管内液面比管外液面低，乙管内液面比管外液面高，则( )A．液体对甲材料是浸润的B．液体对乙材料是浸润的C．甲管中发生的不是毛细现象，而乙管中发生的是毛细现象D．若甲、乙两管的内径变小，则甲管内液面更低，乙管内液面更高学法指导对液晶的认识1．液晶具有晶体的各向异性的特点．原因是在微观结构上，从某个方向看，液晶的分子排列比较整齐，有特殊的取向，这是其物理性质各向异性的主要原因．2．液晶具有液体的流动性．原因是液晶分子排列是杂乱的，因而液晶又具有液体的性质，具有一定的流动性．3．液晶分子的排列特点：从某个方向上看液晶分子的排列比较整齐；但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的．4．液晶的物理性质很容易在外界的影响(如电场、压力、光照、温度)下发生改变．【例题3】(多选)关于液晶，下列说法中正确的是 ( )A．液晶是一种晶体B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性C．液晶的光学性质随温度的变化而变化D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化【及时训练】(多选)下列有关液晶的说法中，正确的是( )A．液晶具有流动性B．液晶具有各向异性C．液晶具有稳定的空间排列规律D．液晶就是液态的晶体【课后作业】[基础练]1．液体表面具有收缩趋势的原因是( )A．液体可以流动B．液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离C．与液面接触的容器壁的分子对液体表面分子有吸引力D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离2．(2015·福建东山二中期末检测)下面说法正确的是( )A．鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿——毛细现象B．细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形——表面张力C．粉笔能吸干纸上的墨水——浸润现象D．布做的雨伞，虽然纱线间有空隙，却不漏雨水——毛细现象3．(2014·青岛高二检测)如图所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把铁丝环在肥皂液里浸一下，使铁丝环上布满肥皂液薄膜．如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为圆形，主要原因是( )A．液体表面层分子间的斥力作用B．液体表面受重力作用C．液体表面的张力作用D．棉线圈的张力作用4．(多选)玻璃上不附着水银，产生这种不浸润的原因( )A．水银具有流动性B．玻璃表面光滑C．水银与玻璃接触时，附着层里的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5．(多选)下列说法正确的有( )A．表面张力的作用是使液体表面伸张B．表面张力的作用是使液体表面收缩C．露珠呈球形是重力作用的原因D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故6．(多选)(2014·长沙检测)下列关于液晶的各种描述中正确的是( )A．液晶具有流动性B．液晶内部分子的排列是很稳定的，不受外界因素的影响C．液晶表现出各向异性D．液晶态是一些特殊化合物在任何环境下表现出的固有状态7．(多选)(2015·德州高二检测)水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将产生上升或下降的现象，现把不同粗细的三根毛细管插入水和水银中，如图所示，正确的现象应是( )8．(2015·山东潍坊高二检测)液晶的分子排布与液体和固体都有区别，这种排布使液晶既像液体一样具有流动性，又具有各向异性，图9­2­4中的________(填“甲”或“乙”)是液晶分子排布示意图．[提升练]9．(2015·绍兴检测)在水中浸入两个同样细的毛细管，一个是直的，另一个是弯的，如图9­2­5所示，水在直管中上升的高度比在弯管中的最高点还要高，那么弯管中的水将( )A．会不断地流出B．不会流出C．不一定会流出D．无法判断会不会流出10．液晶电视不断降价，逐步走进了千家万户．液晶电视的关键部件是液晶层，下列关于液晶层的工作原理说法中正确的是( )A．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性B．液晶的光学性质随温度的变化而变化C．液晶的光学性质随外加电压的变化而不变D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化11．如图9­2­7所示，把橄榄油滴入水和酒精的混合液里，当混合液的密度与橄榄油的密度相同时，滴入的橄榄油呈球状悬浮在液体中，为什么？12．如图9­2­8所示，在培养皿内注入清水，让两根细木杆相互平行地浮在水面上，再在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精，细木杆会“自动”解开．请你解释这一现象．。