高中物理 第3章 液体 第2节 毛细现象知识导航素材 鲁科版选修3-3（通用）

高中物理 第3章 液体 第2节 毛细现象知识导航素材 鲁科版选修3-3（通用）

第2节 毛细现象 ‎ 思维激活 在宇宙飞船中放一个盛有液体的容器，将会出现什么现象？‎ 提示：应分液体浸润容器和不浸润容器两种情况，根据物体处于失重状态，在分子力作用下的表现加以讨论.‎ 当液体浸润容器时，附着层内分子较液体内部分子分布密，分子斥力占优势，使液面沿器壁扩展，由于盛有液体的容器置于宇宙飞船中，处于失重状态，在表面张力的作用下，液体会不断地沿着器壁上升，直至全部流失.‎ 当液体不浸润容器时，附着层内分子较液体内部分子分布稀疏，分子引力占优势，具有收缩趋势，而液体又处于失重状态，所以它不再粘附在器壁上，整个附着层变成表面层，使液体收缩成一个球形液滴.‎ 自主整理 一、浸润和不浸润 ‎1.一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___________.‎ ‎2.一种液体不会润湿某种固体也就不会附着在固体上.这种现象叫做___________.‎ ‎3.附着层中分子的特点是：附着层中的分子同时受到固体分子和液体内部分子的___________.‎ 二、毛细现象 ‎1.浸润液体在细管中___________的现象，以及不浸润液体在细管中___________的现象，称为毛细现象.‎ ‎2.浸润液体在毛细管里上升后，形成___________，不浸润液体在毛细管里下降后形成___________.‎ ‎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，高度差越___________.‎ ‎4.应用实例：植物的根输送水、下雨时砖墙渗水，农民铧锄土壤.‎ 高手笔记 ‎1.浸润 固体和液体接触时，它们的接触面趋于扩大且相互附着的现象叫做浸润.‎ ‎2.不浸润 固体和液体接触时，它们的接触面趋于缩小且相互不能附着的现象叫做不浸润.‎ 说明：液体能否浸润固体，取决于两者的性质，而不单纯由液体或固体单方面性质决定.‎ ‎3.毛细现象 浸润液体在毛细管里上升的现象和不浸润液体在毛细管里下降的现象，叫做毛细现象.内径小到足以引起显著毛细现象的管子叫毛细管.‎ 当毛细管倒入浸润液体中时，附着层里的排斥力使附着层沿管壁上升，这部分液体上升引起液面弯曲，呈凹形弯月面使液体表面变大，与此同时由于表面层的表面张力的收缩作用，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里下降的现象.‎ 名师解惑 ‎1.浸润和不浸润的微观解释 剖析：（1）不浸润：当水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱，结果附着层中的水银分子比水银内部稀疏，这时在附着层中就出现跟表面张力相似的收缩力，使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象.‎ ‎（2）浸润：如果受到固体分子的吸引相对强，附着层里的分子就比液体内部更密，在附着层里就出现液体分子互相排斥的力，这时跟固体接触的表面有扩展的趋势，从而形成浸润现象.总之，浸润和不浸润现象是分子力作用的表现.‎ ‎2.毛细现象的解释 剖析：浸润液体沿细管上升，不浸润液体沿细管下降，都是附着层分子和表面层分子作用的共同贡献.以水在细管内上升为例：‎ ‎（1）由于附着层的分子斥力，使水沿管壁上升，液面弯曲.‎ ‎（2）液面弯曲后，表面积增大，液体的表面张力作用使液面收缩，带着表面层下的水柱上升.‎ ‎（3）液体上升后，因附着层的分子斥力，又使水沿管壁上升，引起液面弯曲，增大表面积.‎ ‎（4）表面张力的收缩作用，又使液体上升，减小表面积.‎ ‎（5）直到表面张力向上的拉引作用跟管内升高液柱所受的重力相等时，液面对于一个相对稳定的状态，使水在毛细管内升到一定的高度.‎ 讲练互动 ‎【例1】若液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，则（ ）‎ A.附着层分子密度大于液体内分子的密度 B.附着层分子的作用力表现为引力 C.管中的液体一定是凹弯月面的 D.液体跟固体接触的面积有扩大的趋势 解析：这首先是浸润现象，这时固体分子与液体分子间的引力相当强，造成附着层内分子的分布就比液体内部更密，这样就会使液体间出现了相互推力，使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势.‎ 答案：ACD 绿色通道 解好此类题的关键是正确理解浸润现象和不浸润现象的形成原因及影响其形成的因素.‎ 变式训练 ‎1.液体和固体接触时，附着层表面具有缩小的趋势是因为（ ）‎ A.附着层里液体分子比液体内部分子稀疏 B.附着层里液体分子相互作用表现为引力 C.附着层里液体分子相互作用表现为斥力 D.固体分子对附着层里液体分子的引力比液体分子之间的引力强 答案：BD ‎【例2】把极细的玻璃管插入水中与水银中，如图‎3-2-1‎所示，正确表示毛细现象的是（ ）‎ 图‎3-2-1‎ 解析：因为水能浸润玻璃，所以A正确，B错误.水银不浸润玻璃，C正确.D项中外面浸润，里面不浸润，所以是不可能的，故正确选项为A、C.‎ 答案：AC 绿色通道 浸润时表面张力产生的附加压强指向液体外，不浸润时产生的附加压强指向液体内.‎ 变式训练 ‎2．用干净的玻璃毛细管做毛细现象的实验时，可以看到（ ）‎ A.毛细管插入水中，管越细，管内水面越高，管越粗，管内水面越低 B.毛细管插入水银中，管越细，管内水银面越高 C.毛细管插入跟它浸润的液体中时，管内液面上升，插入跟它不浸润的液体中时，管内液面降低 D.毛细管插入跟它不浸润的液体中时，管内液面上升，插入跟它浸润的液体中时，管内液面下降 答案：AC 体验探究 ‎【问题】 毛细现象与哪些因素有关？‎ 导思：当浸润物体跟毛细管内壁接触时，附着层里的排斥力使附着层沿管壁上升，这部分液体上升引起液面弯曲，呈凹形弯月面使液体表面张大，与此同时由于表面层的表面张力的收缩作用，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高的液体的重力相等时，达到平衡，流体停止上升，稳定在一定的高度.‎ 同理可分析不浸润液体在毛细管里下降的现象.‎ 探究：（1）把三支不同粗细的玻璃毛细管插入浸润于玻璃的水中，观察现象，发现较粗的玻璃管中水面上升的高度较低，较细的玻璃管中水面上升的高度较高.‎ ‎（2）把三支不同粗细的玻璃毛细管插入不浸润于玻璃的水银中，观察现象发现较粗的玻璃水银面下降得较高，较细的玻璃管下降得较低.‎ 探究结论：‎ 毛细现象与液体的浸润与不浸润和毛细管的粗细有关.‎ 教材链接 教材P50《讨论与交流》‎ 要想把凝在衣料上的蜡或油脂去掉，只要把两张吸附性好的纸分别放在这部分衣料的上面和下面，然后用熨斗来熨就可以了，为什么？请与同学讨论交流.‎ 答：在纸张内部有很多细小的孔道，熔化的蜡和油脂由于毛细现象吸附在纸张上，因而能把凝在衣料上的蜡或油脂去掉.‎