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     液体的主要特征之一是其表面的性质。液体收缩表面,使其表面积达到最小的现象称为液体的表面张力现象。表面张力以及有此产生的毛细现象对于许多生物体来说有着重要的意义,比如,覆盖在肺泡表面的液层的表面张力在肺功能中起着重要的作用。本章主要讨论液体的表面张力、弯曲液面的附加压强和毛细现象等内容




•  重点掌握液体的表面张力、弯曲液面的附加压强以及毛细现象;

•  确切理解表面能及润湿和不润湿现象;

•  了解分子力及气体栓塞现象。






知识点二 附加压强与毛细现象
 



一 附加压强
物理表述:若液体表面为球面,则由于表面张力的存在,使得液体内外出现压强差,称压强差为附加压强。附加压强的大小与表面张力系数成正比,与弯曲球面的半径为反比。对凸液面来说,液体表面内的压强大于液体表面外的压强,附加压强取正值;对凹液面来说,液体表面内的压强小于液体表面外的压强,附加压强取负值。
数学表述:

二 毛细现象
物理表述:内径很细的管称为毛细管。将毛细管插入液体内,管内外的液面将出现高度差。如果液体能润湿管壁,管内液面会升高;如果液体不能润湿管壁,管内液面将降低,这种现象称为毛细现象。毛细现象是表面张力现象产生的另一重要效应。毛细管内上升(下降)的高度 h 与表面张力系数、接触角φ的余弦值成正比,而与液体的密度ρ及毛细管半径 r 成反比。
数学表述:

例题 1 在内半径为 0.3mm 的毛细管中注水。在管的下端形成一水柱,其下表面可以看作是半径为 3mm 的球的一部分,上表面可以看作是半径为 0.3mm 的球的一部分,如图

。若已知水与毛细管壁的接触角为零,水的表面张力系数为 0.073N/m ,求:管中水柱的高度。
解:根据附加压强及毛细现象的公式:

    
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