表面张力

实验十二 溶液表面张力的测定

一、实验目的

1、掌握最大气泡法测定表面张力的原理，了解影响表面张力测定的因素。

2、测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力，计算吸附量。

3、.了解气液界面的吸附作用，计算表面层被吸附分子的截面积及吸附层的厚度。 二、实验原理

从热力学观点来看，液体表面缩小是一个自发过程，这是使体系总自由能减小的过程，欲使液体产生新的表面ΔA ，就需对其做功，其大小应与ΔA 成正比:

(1)

如果ΔA 为1m 2

，则-W′=σ是在恒温恒压下形成1m 2新表面所需的可逆功，所以σ称为比表面吉布斯自由能，其单位为J·m -2。也可将σ看作为作用在界面上每单位长度边缘上的力，称为表面张力，其单位是N·m -1。在定温下纯液体的表面张力为定值，当加入溶质形成溶液时，表面张力发生变化，其变化的大小决定于溶质的性质和加入量的多少。根据能量最低原理，溶质能降低溶剂的表面张力时，表面层中溶质的浓度比溶液内部大；反之，溶质使溶剂的表面张力升高时，它在表面层中的浓度比在内部的浓度低，这种表面浓度与内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。在指定的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力及溶液的浓度之间的关系遵守吉布斯(Gibbs)吸附方程:

(2)

式中：Γ—表面吸附量，mol ·m -2

；σ—表面张力，N ·m -1；c —溶液浓度，mol ·m -3；T —热力学温度，K ；R —摩尔气体常数，其值为8.314 J ·mol -1·K -1。

当

<0时，Г>0称为正吸附；当

>0时，Г<0称为负吸附。吉布斯吸附等温式应用范围

很广，但上述形式仅适用于稀溶液。

引起溶剂表面张力显著降低的物质叫表面活性物质，被吸附的表面活性物质分子在界面层中的排列，决定于它在液层中的浓度，这可由图12-1看出（图12-1中(1)和(2)是不饱和层中分子的排列，(3)是饱和层分子的排列）。

图12-1 被吸附分子在界面上的排列图 图12-2 表面张力和浓度关系图

当界面上被吸附分子的浓度增大时，它的排列方式在改变着，最后，当浓度足够大时，被吸附分子盖住了所有界面的位置，形成饱和吸附层，分子排列方式如图12-1(3)所示。这样的吸附层是单分子层，随着表面活性物质的分子在界面上愈益紧密排列，则此界面的表面张力也就逐渐减小。如果在恒温下绘成曲线

σ=f (C )(表面张力等温线) (见图12-2)，当C 增加时，σ在开始时显著下降，而后下降逐渐缓慢下来，以至σ的变化很小，这时σ的数值恒定为某一常数。利用图解法进行计算十分方便，如图12-2所示，经过切点a 作平

σ

(N/m 2

)

行于横坐标的直线，交纵坐标于b′点。以Z 表示切线和平行线在纵坐标上截距间的距离，显然Z 的长度等于

，

(3)

在σ=f (C )曲线上取不同的点，就可以得到不同的z 值，从而求出不同浓度时的吸附量Γ。 以不同的浓度对其相应的Г可作出曲线，Г=f (C )称为吸附等温线。

根据朗格谬尔(Langmuir)公式:

(4)

Г∞为饱和吸附量，即表面被吸附物铺满一层分子时的Г，

(5)

以C/Г对C 作图，得一直线，该直线的斜率为1/Г∞。

由所求得的Г∞代入A =1/Г∞L 可求被吸附分子的截面积(L 为阿佛加得罗常数)。 若已知溶质的密度ρ，分子量M ，就可计算出吸附层厚度δ

(6)

测定溶液的表面张力有多种方法，较为常用的有最大气泡法和扭力天平法。 本实验利用最大泡压法测液体的表面张力。它的基本原理如下： 实验装置图如图12-3

图12-3 最大泡压法测液体的表面张力实验装置图

当玻璃毛细管一端与液体接触，并减小系统内压力时，空气在大气压力可以在液面的毛细管口处形成气泡。则气泡内外的压力差(即施加于气泡的附加压力)与气泡的半径 r 、液体表面张力σ之间的关系可由拉普拉斯(Laplace)公式表示，即

(7)

式中，Δp 为附加压力；σ为表面张力；R 为气泡的曲率半径。

A D

C

B

气泡的形成过程如下，当气泡开始形成前，在附加压力作用下，毛细管中的液面高于外届液面，表面几乎是平的，这时曲率半径最大（如图12-4(a)所示）；随着气泡的形成，曲率半径逐渐变小，直到形成半球形，这时曲率半径R和毛细管半径r相等，曲率半径达最小值（如图12-4(b)所示），根据上式这时附加压力达最大值。气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸出（如图12-4(c)所示）。

根据上式，R=r时的最大附加压力为:

(8)

图12-4 气泡形成过程示意图

实际测量时，使毛细管端刚与液面接触，则可忽略气泡鼓泡所需克服的静压力，这样就可直接用上式进行计算。

用已知表面张力的水来测定毛细管的半径，然后再确定不同浓度溶液的表面张力。

三、仪器药品

1.仪器

最大泡压法表面张力仪1套；0～100℃温度计一只；吸耳球1个；移液管(20mL) 1只；烧杯(500mL)一只。

2.药品

正丁醇(化学纯)；蒸馏水。

四、实验步骤

1 正丁醇溶液的配制

根据正丁醇的密度计算配制2000 ml的0.50 mol·L-1正丁醇储备液所需纯正丁醇的体积，然后按溶液配制方法配制正丁醇储备液2000 ml。再用该溶液稀释成浓度分别为：0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.16、0.20、0.24 mol·L-1正丁醇溶液。

2 仪器准备与检漏

将表面张力仪容器和毛细管先用洗液洗净，再顺次用自来水和蒸馏水漂洗，烘干后按图12-3安装好。

将水注入抽气管A中。在C管中用移液管注入50mL蒸馏水，调节液面，使之恰好与细口管尖端相切。再打开活塞B，这时管A中水流出，使体系内的压力降低，当压力计中液面指示出若干厘米的压差时，关闭活塞B，停止抽气。若2min～3min内，压力计读数基本不变，则说明体系不漏气，可以进行实验。

3 毛细管半径的测量

打开活塞B对体系抽气，调节抽气速度，使气泡由毛细管尖端成单泡逸出，且每个气泡形成的时间为5s～10s。若形成时间太短，则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来，测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。当气泡刚脱离管端的一瞬间，压力计中达到最大值，连续读取三次，取其平均值（测定结果记入表12-1中）。再由手册中，查出实验温度时，水的表面张力σ，则可计算出仪器毛细管半径。

4 不同浓度溶液表面张力的测定

在上述体系中，先用少量待测浓度的正丁醇溶液润洗两遍c管，用移液管移入该浓度的待测正丁醇溶液，用吸耳球打气数次(注意打气时，务必使体系成为敞开体系。否则，压力计中的液体将会被吹出)，使溶液浓度均匀，然后调节液面与毛细管端相切，用测定仪器毛细管半径的方法测定压力计的压力差。然后依次测量其它浓度的正丁醇溶液，每一次都要记录压力计读数，连续读取三次，取其平均值，测定一个压力差Δp最大（测定结果记入表12-1中）。

表12-1

五、数据处理

1 仪器毛细管半径的确定：根据测得的标准物质水的Δp max 和从附录表查得的该温度下水的表面张力σ= N ·m -1

，由公式（11）计算仪器毛细管半径。

2 正丁醇溶液表面张力的计算：

根据测得的数据，用公式（10）计算不同浓度的正丁醇溶液的表面张力σ，把计算结果填入表12-1中。 3

4 利用切线法确定一系列不同浓度下的吸附量Γ，记入上表12-1中。

5 利用得到的吸附量和浓度数据，以c /Γ对c 作图。

由式（5）

(5)

C /Γ C (mol/L)

知：以C/Г对C作图，得一直线，该直线的斜率为1/Г∞，从直线的斜率可求饱和吸附量Г∞：

Г∞ =

6 正丁醇分子截面积的计算：根据得到的Г∞，可计算正丁醇分子的截面积为：

A∞= 1 /Г∞L = （L为阿佛伽德罗常数）

六、注意事项

1.仪器系统不能漏气。

2.所用毛细管必须干净、干燥，应保持垂直，其管口刚好与液面相切。

3.读取压力计的压差时，应取气泡单个逸出时的最大压力差。

七、思考题

1.毛细管尖端为何必须调节得恰与液面相切?否则对实验有何影响?

2.最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差?如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，对实验结果有无影响?

表面张力教案doc

09物理师范一班刘朋朋 课题:第二章第五节《液体的表面张力》 一、教学目标： 1.知识与技能 （1）认识液体表面张力的有关现象 （2）掌握液体表面张力产生的原因和方向 （3）养成细心观察实验的能力和分析解决问题的能力 2.过程与方法 （1）经历探究液体的表面张力的过程 （2）学习从物质的分子间作用力解释宏观现象的方法。 3．情感态度与价值观 体验物理世界的奇妙现象，从细微之处探究自然规律的奇妙，激发学习物理的兴趣。 二、重点： 1）液体表面张力产生的原因 2）液体表面张力的方向 3）运用所学知识解释一些生活现象 三、难点:液体表面张力产生的原因 四、课型：新授课 五、课时：1课时 六、教学器具:多媒体设备水槽肥皂水拴有棉线的铁丝圈 七、教学过程 总思路 首先通过观察活动，提出问题启发学生思考，导入新课；做肥皂膜和棉线实验，提出液体的表面张力定义并分析实验；接着把做好的钢针、硬币浮在水面实验，从微观方面进行解释，让学生理解表面张力存在的原因及方向，放flash动画让学生更形象认识液体的表面张力；小结本节所学内容，最后提出思考题。 具体 导入：从日常生活现象出发，提出三个生活中的问题： 为什么早晨的露珠是球形的呢？ 为什么蜥蜴会在水面上行走而不掉入水中呢？ 为什么硬币会浮在液体的表面上呢？ 让我们带着这些问题一起走进物理的课堂来学习液体的表面张力。 （一）、液体表面张力的方向（实验探究活动） 肥皂膜与棉线实验 指导学生实验： 同学们你们的课桌上有肥皂水和栓有棉线的铁丝圈，我们要用这些实验用具做一个小实验，拿起桌子上的铁丝圈，把系有棉线的铁环放入肥皂水中，拿出时，铁环上布满一层肥皂膜。刺破一侧肥皂膜，观察另一侧肥皂膜和棉线的变化。 让学生描述实验现象： 1、捅破薄膜前棉线处于松弛状态； 2、捅破棉线左侧的薄膜，右侧的薄膜处于收缩趋势，使棉线处于绷紧状态；捅破棉线

液体表面张力教学设计

《液体的表面张力》 选用教材：粤教版高中物理选修3-3 授课对象：高二学生 选手姓名：卢炜杰 第三届全国大学生物理教学技能大赛 参 赛 教 学 设 计

《液体的表面张力》教学设计 【课题】液体的表面张力 【教学时间】40分钟 【教学对象】高中二年级学生 【教材】粤教版高中物理选修3-3第二章第五节 【教学内容分析】 1.教材的地位和作用：本节内容是在液体的基本性质和液晶的基础上对液体性质的进一步探讨，与上一节的内容构成了液体单元完整的知识体系。同时，表面张力的微观解释主要基于分子动理论的基本观点，因此本节内容是分子动理论的综合拓展和运用。 本节主要包括两个知识点：一是表面张力的宏观现象，二是表面张力的微观解释。前者重在让学生掌握表面张力的概念，认识液体的表面现象及生活应用；后者重在使学生进一步液体认识表面张力的微观实质，运用分子动理论的知识分析表面张力的产生原因。 2.课标要求：通过实验观察液体的表面张力现象，解释表面张力产生的原因，交流讨论日常生活中表面张力现象的实例。

3.教材的编写思路：教材首先从学生熟悉的现象出发，通过展示一系列生活中的表面张力现象引入课堂。然后通过两组肥皂膜实验的观察和分析，得出液体表面具有收缩趋势的结论。在此基础上，教材结合分子动理论的有关知识，从微观的角度解释表面张力的产生原因。最后，教材通过“讨论与交流”和“实践与拓展”栏目，分别设置了表面张力的实例解释和课后实践任务。 4.教材的特点： （1）从学生所熟悉的现象入手，强调实验和观察，学生的参与和思考。 （2）重视液体表面张力的概念建立过程和产生原因的定性分析。 （3）关注学生物理学习的差异性，加强内容的选择性。 5.教材处理： （1）适当地调整微观解释的教学思路 教材侧重于从“分子势能”的角度解释液面的收缩现象，提出“势能总有减少的趋势，因此液面具有的收缩趋势”。虽然学生在本课前已经学习了分子动理论的相关知识，但分子势能的概念并没有明确提出，也没有经过强化和巩固。因此对学生而言，直接运用势能的观点解释液面的收缩具有较大困难，同时也容易使学生误以为“液面是向内收缩的”。考虑到学生的原有知识结构和实际认知水平，主要从分子力的角度进行分析，一方面保证了知识点的完整性，另一方面也有利于学生理解表面张力的方向，势能的观点则作为在此基础上的延伸和提高，从而体现新课程中教学内容的灵活性和选择性。 （2）教材在引入和应用环节设置了一些生活中的表面张力现象以激发学生的兴趣和思考，而考虑到物理、技术和社会的紧密联系，适当地增加了表面张力

最大泡压法测定溶液的表面张力

最大泡压法测定溶液的表面张力 一、实验目的 1、掌握最大泡压法测定表面张力的原理，了解影响表面张力测定的因素。 2、了解弯曲液面下产生附加压力的本质，熟悉拉普拉斯方程，吉布斯吸附等温式，了解兰格缪尔单分子层吸附公式的应用。 3、测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力，计算饱和吸附量, 由表面张力的实验数据求正丁醇分子的截面积及吸附层的厚度。 二、实验原理 1、表面张力的产生 液体表面层的分子一方面受到液体内层的邻近分子的吸引，另一方面受到液面外部气体分子的吸引，由于前者的作用要比后者大， 因此在液体表面层中，每个分子都受到垂直 于液面并指向液体内部的不平衡力，如图所 示，这种吸引力使表面上的分子自发向内挤 促成液体的最小面积。 在温度、压力、组成恒定时，每增加单位 表面积，体系的表面自由能的增值称为单位表面的表面能（J·m-2）。若看作是垂直作用在单位长度相界面上的力，即表面张力（N·m-1）。事实上不仅在气液界面存在表面张力，在任何两相界面都存在表面张力。表面张力的方向是与界面相切，垂直作用于某一边界，方向指向是表面积缩小的一侧。 液体的表面张力与液体的纯度有关。在纯净的液体（溶剂）中如果掺进杂质（溶质），表面张力就要发生变化，其变化的大小决定于溶质的本性和加入量的多少。 由于表面张力的存在，产生很多特殊界面现象。

2、弯曲液面下的附加压力 静止液体的表面在某些特殊情况下是一个弯曲表面。由于表面张力的作用，弯曲表面下的液体或气体与在平面下情况不同，前者受到附加的压力。 弯曲液体表面平衡时表面张力将产生一合力P s ，而使弯曲液面下的液体所受实际压力与外压力不同。当液面为凹形时，合力指向液体外部，液面下的液体受到的实际压力为： P ' = P o - P s ；当液面为凸形时，合力指向液体内部，液面下的液体受到的实际压力为： P ' = P o + P s 。这一合力P S ，即为弯曲表面受到的附加压力，附加压力的方向总是指向曲率 中心。 附加压力与表面张力的关系用拉普拉斯方程表示：(式中σ为表面张力，R 为弯曲表面的曲率半径，该公式是拉普拉斯方程的特殊式，适用于当弯曲表面刚好为半球形的情况)。 3、毛细现象 毛细现象则是弯曲液面下具有附加压力的直接结果。假设溶液在毛细管表面完全润湿，且液面为半球形，则由拉普拉斯方程以及毛细管中升高（或降低）的液柱高度所产生的压力 P=gh ，通过测量液柱高度即可求出液体的表面张力。这就是毛细管上升法测定溶液表面 张力的原理。 此方法要求管壁能被液体完全润湿，且液面呈半球形。 4、最大泡压法测定溶液的表面张力 实际上，最大泡压法测定溶液的表面张力是毛细管上升法的一个逆过程。其装置图如所示，将待测表面张力的液体装于表面张力仪中，使毛细管的端面与液面相切，由于毛细现象液面即沿毛细管上升，打开抽气瓶的活塞缓缓抽气，系统减压，毛细管内液面上受到一个比表面张力仪瓶中液面上（即系统）大的压力，当此压力差——附加压力(Δp ＝ p 大气 － p 系统 ) 在毛细管端面上产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时，气泡就从毛细管口脱 出，此附加压力与表面张力成正比，与气泡的曲率半径成反比，其关系式为拉普拉斯公式:R p σ2=?. P s = 2σ R

水表面张力介绍

水表面张力介绍 表面张力 表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常，处于液体表面层的分子较为稀薄，其分子间距较大，液体分子之间的引力大于斥力，合力表现为平行于液体界面的引力。表面张力是物质的特性，其大小与温度和界面两相物质的性质有关。 1基本信息 多相体系中相之间存在着界面（interface）。习惯上人们仅将气-液，气-固界面称为表面(surface）。 表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。将水分散成雾滴，即扩大其表面，有许多内部水分子移到表面，就必须克服这种力对体系做功——表面功。显然这样的分散体系便储存着较多的表面能(surface energy）。 2相关数据 在293K下水的表面张力系数为72.75×10-3N·m-1，乙醇为22.32×10-3N·m-1，正丁醇为24.6×10-3N·m-1，而水-正丁醇（4.1‰）的界面张力为34×10-3N·m-1。 表面张力的测值通常有多种方法，实验室及教科书中，通常采用的测试方法为最大气泡压法。由于其器材易得，操作方法相对易于学生理解表面张力的原理，因而长期以来是教学的必备方法。 作为表面张力测试仪器的测试方法，通常有白金板法（du Nouy method)\白金环法（Wilhelmy plate method)\悬滴法\滴体积法\最大气泡压法等。 3测定方法 (1)表面张力法。表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定，无机离子的存在也不影响测定结果。在表面活性剂浓度较低时，随着浓度的增加，溶液的表面张力急剧下降，当到达临界胶束浓度时，表面张力的下降则很缓慢或停止。以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图，曲线转折点相对应的浓度即为CMC。如果在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时，溶液的表面张力-浓度对数曲线上的转折可能变得不明显，但出现一个最低值(图2—15)。这也是用以鉴别表面活性剂纯度的方法之一。 (2)电导法。本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC的测定，以表面活性剂溶液电导率或摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转折点即CMC。溶液中若含有无机离子时，方法的灵敏度大大下降。 (3)光散射法。光线通过表面活性剂溶液时，如果溶液中有胶束粒子存在，则一部分光线将被胶束粒子所散射，因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。以溶液浊度对表面活性剂浓度作图，在到达CMC时，浊度将急剧上升，因此曲线转折点即为CMC。利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径)，推测其缔合数等。但测定时应注意环境的洁净，避免灰尘的污染。 (4)染料法。一些有机染料在被胶团增溶时。其吸收光谱与未增溶时发生明显改变，例如频那氰醇溶液为紫红色，被表面活性剂增溶后成为蓝色。所以只要在大于CMC的表面活性剂

张健 (液体的表面张力教案)

《液体的表面张力》教学设计 麻涌中学张健【课题】液体的表面张力 【教学时间】40分钟 【教学对象】高中二年级 【教材】高中物理粤教版选修3-3 第二章第五节《液体的表面张力》 【教学内容分析】 1、教材的地位和作用：本节内容的研究是学生生活经验中已经熟悉的感性知识并结合前几节所学理论知识的基础上，综合地应用液体性质，分子间作用力等知识来展开的，本节内容是本章的重点和关键，为本章液体性质拓宽了知识面，而液体的表面张力知识对人们的日常生活、生产技术和科学研究有着广泛的现实意义。因此本节知识也是理论联系实际的好教材。 2、教材内容安排：通过自主实验让学生总结体验液体表面的性质，以液体的表面研究为主线，让学生思考与讨论，继而通过微观分析得出液体表面张力。 3、教材的特点：第一，注重学生活动，突出实验探究； 第二，重视物理知识在生活中的应用。 4.对教材的处理：本节教材以液体的表面有何性质为主线，并结合一些生动形象的实验将液体表面张力的概念，液体表面张力微观解释等知识逐层展开，最后通过总结分析得出液体表面张力产生的原因，体现了物理学科以观察和实验为基础的特点。通过本节课的学习，也能培养学生的观察分析能力、实验操作能力以及演绎推理能力。 【学生情况分析】 1.学生的兴趣：知识与生活实际有密切联系，学生具有强烈的好奇心。 2.学生的知识基础：学生已经对物质形态有一定的认识，学过液体的知识。 3.学生的认识特点：在学习本节知识以前对某些液体表面现象有了一定的了解，并且在生活中积累了一些对液体表面张力的感性认识，但没有上升到理性认识高度，而且缺乏一定探究问题的能力。

【教学目标】 1.知识与技能 （1）认识与液体表面张力有关的现象 （2）掌握液体表面张力产生的原因和方向 （3）培养学生观察能力、分析能力和归纳总结能力 2.过程与方法 （1）观察液面呈现的现象、大胆预测，参与实验探究活动，增加学生之间的交流和合作。 （2）通过讨论和理论分析，学习从物质的分子间作用力解释宏观现象的方法。 3.情感态度与价值观 （1）希望能增强学生透过现象认识本质的科学意识 （2）培养学生主动探索、善于分析的科学态度 （3）激发学生学习物理知识的热情 【教学重点】 1）液体表面张力产生的原因 2）液体表面张力的方向 【教学难点】 液体表面张力的方向，液体表面张力的微观解释 【教学策略设计】 1.教学组织形式 新课程提倡以自主、合作、探究的教学组织形式来进行课堂教学，本节采用自主实验探究的教学组织形式，让学生在体验类比比较的过程中，获取物理知识。 2.教学方法 （1）实验探究法 物理是一门以实验为基础的科学。本节教学设计注重以问题为先导，把主要内容的教学过程变成一种类比比较学习新知识的过程。激发学生的求知欲，让学生从旧知识中获取新知识。 （2）讲授法 通过老师形象生动、富于引导式的讲解，辅以演示实验、各种直观教具和现代教学技术，启发学生思维，把学生的感性认识上升到理性认识。在讲授知识的

溶液表面张力的测定(精)

溶液表面张力的测定-最大气泡法 Determination of Surface Tension Using Maxinum Bubble Pressure Method 一、实验目的及要求 1．掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术。 2. 学会以镜面法作切线，并利用吉布斯吸附公式计算不同浓度下正丁醇溶液的表面吸附量。 3. 求正丁醇分子截面积和饱和吸附分子层厚度。 二、实验原理 在液体的内部任何分子周围的吸引力是平衡的。可是在液体表面层的分子却不相同。因为表面层的分子，一方面受到液体内层的邻近分子的吸引，另一方面受到液面外部气体分子的吸引，而且前者的作用要比后者大。因此在液体表面层中，每个分子都受到垂直于液面并指向液体内部的不平衡力（如图1所示）。 这种吸引力使表面上的分子向内挤促成液体的最小面积。要使液体的表面积增大就必须要反抗分子的内向力而作功增加分子的位能。所以说分子在表面层比在液体内部有较大的位能，这位能就是表面自由能。通常把增大一平方米表面所需的最大功A或增大一平方米所引起的表面自由能的变化值 图1 分子间作用力示意图 ΔG称为单位表面的表面能其单位为J．m-3。而把液体限制其表面及力图使它收缩的单位直线长度上所作用的力，称为表面张力，其单位是N.m-1。 液体单位表面的表面能和它的表面张力在数值上是相等的。欲使液体表面积加△S时，所消耗的可逆功A为： 液体的表面张力与温度有关，温度愈高，表面张力愈小。到达临界温度时，液体与气体不分，表面张力趋近于零。液体的表面张力也与液体的纯度有关。在纯净的液体（溶剂）中如果掺进杂质（溶质），表面张力就要发生变化，其变化的大小决 定于溶质的本性和加入量的多少。当加入溶质后，溶剂的表面张力要发生变化，。根据能量最低原理，若溶液质能降低溶剂的表面张力，则表面层溶质的浓度应比溶液内部的

幼儿园大班科学教案《水的表面张力》

幼儿园大班科学教案《水的表面张力》 【活动来源】 喜欢玩水是幼儿的本性，每次喝完牛奶、豆浆，让幼儿去卫生间洗杯子时，他们都留恋往返。洗手时也要趁机玩一下水。一次，我正准备去卫生间训斥一批玩水的幼儿时，发现四个小伴侣围着水池全神贯注地看着什么。我批评的话语到了嘴边又收了回来，好奇地走过去，本来他们在观察：一枚生锈的回形针浮在水面上（张子依在教室里捡到的回形针）……带着这个不解之谜，我翻阅了资料，本来水的外貌张力这么神奇…… 【活动目标】 1、情感目标：培养幼儿关注与水的外貌张力有关的科学现象，萌发幼儿好奇、好问、反思的积极情感和态度。 2、认知目标：幼儿通过观察了解及动手实验，探索发现水的外貌张力。 3、能力目标：培养幼儿良好的操作习惯，发展幼儿的观察能力和思维能力。 【活动准备】 1、环境安插：教室四周放四个大塑料盆，供幼儿做回形针的实验。四张桌子，别离放差别的实验材料。电视，影碟机。 2、材料准备：纸船、爽身粉、洗手液、硬币、回形针、托盘、水（供幼儿做水的外貌张力的实验）。

3、资源准备：制作课件（往一次性塑料杯里加硬币和在水面上托硬币的实验，五幅有关水的外貌张力的图片）。 【活动过程】 一、玩一玩，说一说。幼儿玩回形针的实验，探索发现水的外貌张力。 1、出示回形针，交待实验要求。 如果把回形针放在水里会怎样？如果把回形针托在皱纹纸上放 在水里又会怎样？ 2、师幼共同玩回形针放在水里的实验。 小结：直接放在水里回形针会沉下去，托在卫生纸上放在水里，纸沉下去，回形针浮在水面上。水很神奇，它的外貌能承受轻微的压力，这就是外貌张力。 二、看一看，想一想。看课件：往乘满水的杯子里加硬币，水面会慢慢的高而水不会流出来，因为水的外貌张力就象人的皮肤一样，让水不会流出来。资助幼儿理解水的外貌张力。 三、试一试，找一找。幼儿通过实验继续感知水的外貌张力。 1、介绍四组实验材料：第一组有纸船、吸管、眼药水的空瓶、沐浴露，你们可以大胆的尝试，让纸船在水里动起来。第二组有爽身粉，洒些爽身粉在托盘里，用眼药水的空瓶吸一点洗发水，滴在爽身粉上，观察爽身粉的变革。第三组有回形针、缝衣服的针、纸，你们想措施让它们浮在水面上。第四组有塑料杯、硬币、水，你们可以加硬币在杯子里，观察水面的变革，也可以试试把硬币放在水面上。你

液体表面张力与液体表面现象

液体的表面张力与液体的表面现象 在日常生活中，只要你稍加留意，就会观察到许多与液体表面张力有关的现象。如草叶上晶莹剔透的露珠，荷叶上滚动着的小水滴，玻璃板上的小水银滴等，它们为什么都是球形或近似球形？这就是因为液体表面张力的作用结果。当用细管吹出一个个五彩缤纷的肥皂泡时，在泡膜的表面上就布满了液体表面张力。用数学可以证明，在体积相同的各种形状的几何体中，球体的表面积最小。正是由于表面张力的作用，才会出现露珠、小水银滴等都收缩为球形的现象。 你若有机会观察护士给病人输液，你会看到在输液之前，护士总是要把输液管中的空气泡排除干净。不然的话，若让那些气泡混入人体血管中，在表面张力的作用下，气泡将会阻碍血液的正常流动。 下面就来分析一下液体的表面张力，以及液体表面现象发生的原因。 1 表面张力的成因、大小和方向 表面张力就是促使液体表面收缩的力。液体与气体的交界面（属于液体薄层），称为表面层。在表面层中，液体分子因受到液体内部分子的引力，而有一部分会被拉入液体内，致使表面层液体分子密度小于液内分子密度。表面层中液体分子的这种布局，使得液体表面层就像一张“绷紧”的橡皮膜，而具有收缩趋势。表面层一直处在具有收缩趋势的表面张力作用之下。 这里应指出，液体表面张力与橡皮膜张力在本质上是不同的。橡皮膜的分子间距会随着膜面积的增大而增大。而液体表面张力却不受面积变化的影响，当液体表面层面积增大时，液内分子会自动进入液面来补充，从而维持液面内分子间距不变。 可以用一个很简单的实验，来可说明表面张力的存在。取一段铜丝制成一个直径约 cm ～85的圆环，在环上跨系一根细红线（用红线易于观察） 。将环浸入洗洁精溶液再取出，环上蒙了一层液膜，这时用粉笔头轻触线一侧的液膜，原来自由弯曲的红线则立即被液膜拉向另一侧，成为一段张紧的弧线。实验表明，液体表面具有收缩到最小面积的趋势。同时它还表明，表面张力的方向垂直于任一周界线且与液面相切。 理论和实验表明，表面张力的大小，可用如下公式表示： ???==)(2)(双表面层单表面层L F L F αα 上式中，α称为表面张力系数。α与液体的种类、温度等因素有关。不同的液体，α不同；同一种液体，α随温度升高而减小。另外，α也与液体中的杂质有关。因此，当人体使用了某些药物后，血液或尿液的表面张力系数则会发生变化。 在生活中有许多与表面张力有关的现象。例如，对人来说，重力有时会造成很大的麻烦。人若不慎从高处落下，可能会被摔得不轻。而小昆虫一点也不害怕重力，它在落下时一点危险也没有。但表面张力对某些昆虫来说则有可能造成很大威胁，小昆虫有时最怕表面张力。当一个成人从浴池中站起时，他身上会带起厚约mm 2.0的一层水，这些水大约kg 5.0，不到人体重的%1，这对人来说不会感到有什么负担。即使是人的全身涂满了肥皂泡沫，其表面张力对人也不会产生任何威胁。而一只蚊子一旦被肥皂泡沫弄湿，它将很危险。这时蚊子将难逃表面张力“法网”。

最大泡压法测定溶液表面张力

最大泡压法测定溶液表面张力 一．实验目的 1．明确表面张力、表面自由能和吉布斯吸附量的物理意义。 2．掌握最大泡压法测定溶液表面张力的原理和技术。 3．掌握计算表面吸附量和吸附质分子截面积的方法。 4．绘制Г—c 吸附等温线，提高作图能力 二．实验原理 1．表面张力和表面吸附 液体表面层的分子一方面受到液体内层的邻近分子的吸引，另一方面受到液面外部气体分子的吸引，由于前者的作用要比后者大，因此在液体表面层中，每个分子都受到垂直于液面并指向液体内部的不平衡力，如图1所示，这种吸引力使表面上的分子自发向内挤，促成液体的最小面积，因此，液体表面缩小是一个自发过程。 在温度、压力、组成恒定时，每增加单位表面积，体系的吉布斯自由能的增值称为表面 吉布斯自由能（J·m -2），用γ表示。也可以看作是垂直作用在单位长度相界面边缘上的力，即表面张力（N·m -1），此二者是等价的。 欲使液体产生新的表面ΔS ，就需对其做表面功，其大小应与ΔS 成正比，系数为即为表面张力γ： S W ??=γ' (1) 在定温下纯液体的表面张力为定值，当加入溶质形成溶液时，分子间的作用力发生变化，表面张力也发生变化，其变化的大小决定于溶质的性质和加入量的多少。水溶液表面张力与其组成的关系大致有以下三种情况： （1）随溶质浓度增加表面张力略有升高； （2）随溶质浓度增加表面张力降低，并在开始时降得快些； （3）溶质浓度低时表面张力就急剧下降，于某一浓度后表面张力几乎不再改变。 以上三种情况溶质在表面层的浓度与体相中的浓度都不相同，这种现象称为溶液表面吸附。根据能量最低原理，溶质能降低溶剂的表面张力时，表面层中溶质的浓度比溶液内部大；反之，溶质使溶剂的表面张力升高时，它在表面层中的浓度比在内部的浓度低。在指定的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力及溶液的浓度之间的关系遵守吉布斯 (Gibbs) 图1 液体表面与内部分子受力情况图

液体的表面张力教学设计

| 【 《液体的表面张力》 选用教材：粤教版高中物理选修3-3 授课对象：高二学生 选手姓名：卢炜杰 选手单位：华南师范大学 第三届全国大学生物理教学技能大赛 参 赛 教 学 设 计

《液体的表面张力》教学设计 【课题】液体的表面张力 【教学时间】40分钟 【教学对象】高中二年级学生 | 【教材】粤教版高中物理选修3-3第二章第五节 【教学内容分析】 1.教材的地位和作用：本节内容是在液体的基本性质和液晶的基础上对液体性质的进一步探讨，与上一节的内容构成了液体单元完整的知识体系。同时，表面张力的微观解释主要基于分子动理论的基本观点，因此本节内容是分子动理论的综合拓展和运用。 本节主要包括两个知识点：一是表面张力的宏观现象，二是表面张力的微观解释。前者重在让学生掌握表面张力的概念，认识液体的表面现象及生活应用；后者重在使学生进一步液体认识表面张力的微观实质，运用分子动理论的知识分析表面张力的产生原因。 2.课标要求：通过实验观察液体的表面张力现象，解释表面张力产生的原因，交流讨论日常生活中表面张力现象的实例。 3.教材的编写思路：教材首先从学生熟悉的现象出发，通过展示一系列生活中的表面张力现象引入课堂。然后通过两组肥皂膜实验的观察和分析，得出液体表面具有收缩趋势的结论。在此基础上，教材结合分子动理论的有关知识，从微观的角度解释表面张力的产生原因。最后，教材通过“讨论与交流”和“实践与拓展”栏目，分别设置了表面张力的实例解释和课后实践任务。 4.教材的特点： （1）从学生所熟悉的现象入手，强调实验和观察，学生的参与和思考。 ~

（2）重视液体表面张力的概念建立过程和产生原因的定性分析。 （3）关注学生物理学习的差异性，加强内容的选择性。 5.教材处理： （1）适当地调整微观解释的教学思路 ~ 教材侧重于从“分子势能”的角度解释液面的收缩现象，提出“势能总有减少的趋势，因此液面具有的收缩趋势”。虽然学生在本课前已经学习了分子动理论的相关知识，但分子势能的概念并没有明确提出，也没有经过强化和巩固。因此对学生而言，直接运用势能的观点解释液面的收缩具有较大困难，同时也容易使学生误以为“液面是向内收缩的”。考虑到学生的原有知识结构和实际认知水平，主要从分子力的角度进行分析，一方面保证了知识点的完整性，另一方面也有利于学生理解表面张力的方向，势能的观点则作为在此基础上的延伸和提高，从而体现新课程中教学内容的灵活性和选择性。 （2）教材在引入和应用环节设置了一些生活中的表面张力现象以激发学生的兴趣和思考，而考虑到物理、技术和社会的紧密联系，适当地增加了表面张力在科技前沿方面的应用，以增长学生见闻，丰富课堂。 【学生情况分析】 1.兴趣特点：对物理表现出浓厚的因果认识、操作和概括兴趣，有着强烈的好奇心和求知欲。 2.知识基础：学生已经学习了液体的基本性质和分子动理论的相关知识，对生活中的各种液体及其特性具有丰富的感性认识。 3.认识困难：学生对表面张力现象的认识仅停留于感性阶段，难以理解从各种现象中归纳液面的特点，难以理解液面中存在力的作用；虽然已经学习了分子动理论，但缺乏运用分子动理论相关知识分析、解释实际宏观热现象的知识迁移和应用能力，难以理解表面张力的产生原因。

溶液表面张力的测定拉环法

溶液表面张力的测定（拉环法） 一实验目的 （1）了解表面自由能、表面张力的意义及表面张力与吸附的关系。（2）通过测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力，计算吉布斯表面吸附量和乙醇分子的横截面积，掌握拉环法测定表面张力的原理和技术。二实验原理 （1）表面张力 在温度、压力、组成恒定时，每增加单位表面积，体系的吉布斯自由能的增值称为表面吉布斯自由能（J·m-2），用γ表示。也可以看作是垂直作用在单位长度相界面上的力，即表面张力（N·m-1）。位表面层上分子比同数量内层分子引起体系自由能的增加量称为比表面自由能。比表面和表面张力在数值和量纲上一致，故常用表面张力度量比表面自由能。 （2）影响表面张力的因素 液体的表面张力与温度有关，温度越高，表面张力越小。液体的表面张力与液体的浓度有关，在溶剂中加入溶质，表面张力就会发生变化。 （3）表面张力与吸附量的关系 表面张力的产生是由于表面分子受力不均衡引起的，当加入一种物质后，对某些溶液（包括内部和表面）及固体的表面结构会带来强烈的影响，则必然引起表面张力的改变。如果溶质加入能降低表面吉布斯自由能时，边面层溶质浓度比内部大；反之增加表面吉布斯自由

能时，则溶液在表面的浓度比内部小。由此可见，在指定温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力有关，即吉布斯等温吸附方程： Γ= -（dγ/dc）T（c/RT） 其中Γ为溶质的表面超额，c 为溶质的浓度，γ为溶液的表面张力 a若dγ/dc＜0，Γ＞0，为正吸附，表面层溶质浓度大于本体溶液，溶质是表面活性剂。 b若dγ/dc＞0，Γ＜0，为负吸附，表面层溶质浓度小于本体溶液，溶质是非表面活性剂。 溶液的饱和吸附量： c/Γ= c/Γ∞＋1/KΓ∞ 分子的截面积： S B = 1/（Γ∞L） L=6.02×1034 （4）吊环法测表面张力的原理 测表面张力的方法很多，有毛细管上升法，滴重法，最大气泡压力法，吊环法等。吊环法是将吊环浸入溶液中，然后缓缓将吊环拉出溶液，在快要离开溶液表面时，溶液在吊环的金属环上形成一层薄膜，随着吊环被拉出液面，溶液的表面张力将阻止吊环被拉出，当液膜破裂时，吊环的拉力将达到最大值。自动界面张力仪将记录这个最大值P。按照公式校正后，可以得出溶液的表面张力数值γ。校正因子： F=0.7250+（0.01452P/C2D+0.04534-1.679r/R）1/2式中P：界面张力仪显示读数值mN·m-1

表面张力

表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常，由于环境不同，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0，但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。表面张力(surface tension)是物质的特性，其大小与温度和界面两相物质的性质有关。 ①表面张力的方向和液面相切，并和两部分的分界线垂直，如果液面是平面，表面张力就在这个平面上。如果液面是曲面，表面张力就在这个曲面的切面上。 ②表面张力是分子力的一种表现。它发生在液体和气体接触时的边界 部分。是由于表面层的液体分子处于特殊情况决定的。液体内部的分子和 分子间几乎是紧挨着的，分子间经常保持平衡距离，稍远一些就相吸，稍 近一些就相斥，这就决定了液体分子不像气体分子那样可以无限扩散，而 只能在平衡位置附近振动和旋转。在液体表面附近的分子由于只显著受到 液体内侧分子的作用，受力不均，使速度较大的分子很容易冲出液面，成 为蒸汽，结果在液体表面层(跟气体接触的液体薄层)的分子分布比内部分 子分布来得稀疏。相对于液体内部分子的分布来说，它们处在特殊的情况中。表面层分子间的斥力随它们彼此间的距离增大而减小，在这个特殊层 中分子间的引力作用占优势。因此，如果在液体表面上任意划一条分界线MN把液面分成a、b两部分。F表示a部分表面层中的分子对b部分的吸引力，F6表示右部分表面层中的分子对a部分的吸引力，这两部分的力一定 大小相等、方向相反。这种表面层中任何两部分间的相互牵引力，促使了 液体表面层具有收缩的趋势，由于表面张力的作用，液体表面总是趋向于 尽可能缩小，因此空气中的小液滴往往呈圆球形状。 ③表面张力F的大小跟分界线MN的长度成正比。可写成F=σL或σ=F/L。 比值σ叫做表面张力系数，它的单位常用dyn/cm。在数值上表面张力系数就等于液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力。 液膜表面张力系数=液膜的表面能/液膜面积=F表面张力/(2*所取线段长）。 表面张力系数与液体性质有关，与液面大小无关。

幼儿园大班科学实验活动教案详案反思评析：水的表面张力

教学资料参考范本 幼儿园大班科学实验活动教案详案反思评析：水的表面张力 撰写人：__________________ 部门：__________________ 时间：__________________

喜欢玩水是幼儿的天性，每次喝完牛奶、豆浆，让幼儿去卫生间 洗杯子时，他们都留恋往返。洗手时也要趁机玩一下水。一次，我正 准备去卫生间训斥一批玩水的幼儿时，发现四个小朋友围着水池全神 贯注地看着什么。我批评的话语到了嘴边又收了回来，好奇地走过去，原来他们在观察：一枚生锈的回形针浮在水面上(张子依在教室里捡到 的回形针)……带着这个不解之谜，我翻阅了资料，原来水的表面张力 这么神奇…… 【活动目标】 1、情感目标：培养幼儿关注与水的表面张力有关的科学现象，萌 发幼儿好奇、好问、反思的积极情感和态度。 2、认知目标：幼儿通过观察了解及动手实验，探索发现水的表面 张力。 3、能力目标：培养幼儿良好的操作习惯，发展幼儿的观察能力和 思维能力。 【活动准备】 1、环境布置：教室四周放四个大塑料盆，供幼儿做回形针的实验。四张桌子，分别放不同的实验材料。电视，影碟机。 2、材料准备：纸船、爽身粉、洗手液、硬币、回形针、托盘、水(供幼儿做水的表面张力的实验)。 3、资源准备：制作课件(往一次性塑料杯里加硬币和在水面上托 硬币的实验，五幅有关水的表面张力的图片)。 【活动过程】

一、玩一玩，说一说。幼儿玩回形针的实验，探索发现水的表面 张力。 1、出示回形针，交待实验要求。 如果把回形针放在水里会怎样?如果把回形针托在皱纹纸上放在水 里又会怎样? 2、师幼共同玩回形针放在水里的实验。 小结：直接放在水里回形针会沉下去，托在卫生纸上放在水里， 纸沉下去，回形针浮在水面上。水很神奇，它的表面能承受轻微的压力，这就是表面张力。 二、看一看，想一想。看课件：往乘满水的杯子里加硬币，水面 会慢慢的高而水不会流出来，因为水的表面张力就象人的皮肤一样， 让水不会流出来。帮助幼儿理解水的表面张力。 三、试一试，找一找。幼儿通过实验继续感知水的表面张力。 1、介绍四组实验材料：第一组有纸船、吸管、眼药水的空瓶、沐 浴露，你们可以大胆的尝试，让纸船在水里动起来。第二组有爽身粉，洒些爽身粉在托盘里，用眼药水的空瓶吸一点洗发水，滴在爽身粉上，观察爽身粉的变化。第三组有回形针、缝衣服的针、纸，你们想办法 让它们浮在水面上。第四组有塑料杯、硬币、水，你们可以加硬币在 杯子里，观察水面的变化，也可以试试把硬币放在水面上。你们可以 自由选择一组去做实验。 2、教师巡回指导并参与游戏，着重指导爽身粉的那一组。 3、幼儿互相交流谈论做实验的情况。 四、看课件：欣赏有关水的表面张力的图片，巩固对表面张力的 理解。

表面张力从力定义

表面张力从力定义：表面张力是作用在单位长度表面上的表面收缩力。从功定义：表面张力是增加单位表面所做的表面功。、从能定义：表面张力是单位表面所具有的表面能。溶胶包括扩散和沉降电动现象包括电泳、电渗、沉降电位和流动电位。溶胶的扩散双电层可分为两层，一层紧密层(也叫Stern 层或吸附层)，另一层为扩散层。亲水地层，毛细管现象是动力。分子由亲水的极性部分和亲油的非极性部分组成，少量存在就能大大降低溶液表面张力的物质，即为表面活性剂。表面活性剂降低表面张力原因：再睡内部一个水分子收到周围水分子的作用力的合理为0，但在表面的水分子由于上层空间气体分子对他的吸引力小鱼内部也像分子对他的吸引力，该分子收到的合理部位0，其合理方向垂直只想液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小趋势，这种收缩力成为bmzl，加入便面活性剂bmhxj 具有qsjt与qyjt，为了保持稳定，亲友及伸向气相亲水基伸向水箱，亲友段与水分子间有吃力，降低了表面张力。hlb值越小，表面活性剂越亲油。表面活性剂的作用：①增溶作用②乳化作用③起泡作用 ④润湿作用 基本构造单元－单元片－基本结构层－粘土矿物。晶层：四面体晶片与八面体晶片以适当的方式结合，构成晶层（1）1：1型晶层：由一个硅氧四面体晶片与一个铝氧八面体晶片构成（5层原子面）2：1型晶层：由两个硅氧四面体晶片与一个铝氧八面体晶片构成（7层原子面）。粘土矿物的单位构造：基本结构层加上层间域。 晶格取代：在粘土矿物晶体中，一部分阳离子被另外阳离子所置换，产生过剩电荷的现象。 阳离子交换容量：分散介质pH=7时，1000g粘土所能交换下来的阳离子的毫摩尔数（以一价阳离子毫摩尔数表示）造浆率：一吨干粘土所能配制粘度（表观粘度）为15mPa.s钻井液的体积数，m3/T。 高岭石特点A、1：1型粘土矿物。几乎不存在晶格取代，负电量少C、晶层间引力以氢键为主，引力强，晶层间距C=7.2?非膨胀型粘土矿物高岭石上下相临的层面，一面为OH面，另一面为O面，而O 与OH很容易形成氢键，层间引力较强，晶层间连接紧密，水分子不易进入晶层。 CEC低（30-150 mmol/kg) 在三种常见的粘土矿物中，高岭石的ＣEC最低。原因在于高岭石几乎不存在晶格取代，所以带负电荷很少，周围吸附的阳离子数目少，可发生交换的阳离子数目就更少了，所以CEC小。 Ｅ、造浆率低高岭石晶层间以氢键为主，引力较强，晶层间连接紧密，水分子不易进入晶层间，水化作用仅限于外表面，故水化分散能力差，造浆率低。 蒙脱石特点A、2：1型粘土矿物B、存在晶格取代C、晶层间引力以分子间力为主，引力弱。膨胀型 ◆蒙脱石上下相临的层面皆为O面，晶层间引力以分子间力为主，层间引力较弱，水分子易进入晶层。 ◆蒙脱石由于晶格取代产生较多的负电荷，在它周围必然会吸附等电量的阳离子，水化阳离子给粘土 带来厚的水化膜，使蒙脱石膨胀。 D、CEC 大Ｅ、造浆率高◆蒙脱石晶层间引力以分子间力为主，层间引力较弱，水分子易进入晶层， 引起蒙脱石水化膨胀。◆蒙脱石负电荷多，吸附阳离子数量多，水化阳离子给粘土带来厚的水化膜，使蒙脱石水化膨胀。因为蒙脱石具有很强的水化膨胀能力，造浆率高 伊利石特点A、2：1型粘土矿物B、存在晶格取代，取代位置主要在Si-O四面体中，C、晶层间引力以静电力为主。由于伊利石取代位置主要在Si-O四面体中，产生的负电荷离晶层表面近，与吸附的K+产生很强的静电力，层间引力较强，水分子不易进入晶层. C、晶层间引力以静电力为主，引力强 由于伊利石取代位置主要在Si-O四面体中，产生的负电荷离晶层表面近，与吸附的K+产生很强的静电力，层间引力较强，水分子不易进入晶层.?K+的大小刚好嵌入硅氧四面体片构成的六方网格内切圆空穴中，周围有12个氧与它配伍，起到连接作用，水分子不易进入晶层； D、CEC 介于高岭石与蒙脱石之间伊利石由于晶格取代作用产生的负电荷由K+来平衡，由于伊利石取 代位置主要在Si-O四面体中，产生的负电荷离晶层表面近，故与K+产生很强的静电力，K+不易交换下来。K+的大小刚好嵌入相邻晶层间的氧原子网格形成的空穴中，起到连接作用，周围有12个氧与它配伍，因此，K+连接通常非常牢固，不易交换下来Ｅ、造浆率低

大班科学：水的表面张力

大班科学活动：水的表面张力 设计意图： 喜欢玩水是幼儿的天性，每次如厕或洗手时，都要趁机玩一下水。一次，我正准备去卫生间训斥一批玩水的幼儿时，发现四个小朋友围着水池全神贯注地看着什么。我批评的话语到了嘴边又收了回来，好奇地走过去，原来他们在观察：一枚回形针浮在水面上……带着这个不解之谜，我翻阅了资料，原来水的表面张力这么神奇…… 活动名称：神奇的水 活动目标： 1、通过观察与实验，探索发现水的表面张力。 2、关注与水的表面张力有关的科学现象，萌发好奇、好问的积极情感和态度。 活动准备：杯子、滴管、硬币、回形针若干、皱纹纸、抹布等。 活动重点：发现水面形状的变化，了解水的表面张力。 活动难点：会用语言和符号表述自己的实验猜测和观察到的现象。 活动过程： ●意图：猜谜引出活动内容 猜谜：看看没颜色，闻闻没气味，尝尝没味道，是透明的液体。 师：今天我们就一起来研究，来发现水到底有什么神奇的现象。 ●意图：通过实验，探索发现水的表面张力现象 幼儿实验探索发现现象 （一）幼儿玩回形针的实验 1、出示回形针，交代实验要求。 2、师幼共同玩回形针放在水里的实验。 小结：直接放在水里回形针会沉下去，而托在纸上放在水里，纸沉下去，回形针浮在水面上。水很神奇，它的表面能承受 轻微的压力，这就是表面张力。 （二）硬币放入水杯实验，帮助幼儿理解水的表面张力。 1、教师实验，幼儿观察。 2、交流、记录实验结果：你们发现了什么神奇的现象? 小结：在水没有流下来前，水面是鼓鼓的、向上的弧形，摇摇晃

晃的；往乘满水的杯子里加硬币，水面会慢慢的高而水不会流出来，因为水的表面张力就象人的皮肤一样，让水不会流出来。 （三）探索硬币装水 1、出示硬币，这是什么?(硬币) 2、幼儿猜测：你们觉得这个硬币能装水吗?为什么？ 3、教师提出要求，幼儿进行硬币装水实验；教师巡视指导，引导幼儿仔细观察硬币上水的现象。(水面成了什么形状、里面的字有什么变化) 4、交流实验：你们是怎么做实验的，发现了什么神奇的现象? 小结：硬币上可以装很多的水，在水没有流下来前，水面也是鼓鼓的、向上弧形，摇摇晃晃的、还能把里面的字放大。 ● 意图：在游戏活动中探索水的表面张力现象的原因 1、体验游戏：几位小朋友排成一个弧形队形，尽量保持身体不动，教师推动其中的几位小朋友，发现了什么？（小朋友离开了队伍。）然后小朋友按原队形互相手挽手站好，教师再推动其中的几位小朋友，发现了什么？（这时小朋友不容易脱离队形。） 2、交流：在这个游戏中你们有没有发现硬币上的水微粒和杯子口上的水微粒和我们大家手拉着手的时候什么地方一样？ 小结：原来硬币上的水微粒和杯子口上的水微粒与我们大家一样手拉着手，都在向里收缩，这时就有一股收缩、拉紧的力，叫做水的表面张力，水有了表面张力，水就不会流下来了吗？就像刚才我们做的游戏一样，假如老师用了很大的力，你们拉不动了就会散开，水微粒也一样假如力太大了它们拉不动了，水也就会流出来了。 ● 意图：寻找生活中水的表面张力现象，并为我们的生活服务 幼儿寻找生活中水的表面张力现象：吹泡泡、雨后树叶、草上的小水珠、漱口刷牙、洗衣服等。

滴体积法测定液体表面张力

滴体积法测定液体表面张力 摘要:表面张力是液体的基本物化性质之一。采用自制的滴体积法实验装置， 以蒸馏水的表面张力作为标准，通过计算得到相关参数，从而利用相关联的参数测定和计算乙醇和异丙醇的表面张力。 关键词：滴体积法；表面张力；蒸馏水标准；关联参数 引言：表面张力是一种特殊的力，它是液体性质的一种表现。测定表面张力的方法有很多种，如毛细光上升法，滴体积法，最大气泡法，吊片法等。滴体积发最早是由Tate于1864年提出，经过Harkins和Brown严密的数学推理和精确的实验研究，得出了可将Tate定理应用与实际的校正系数。随后Wilkson及吴树森等人又将校正因子的范围进一步拓宽，最终使滴体积法成为测液体表面张力的一种基本方法。 实验部分： 实验原理： 液体在毛细管口成滴下落前的瞬间，落滴所受的重力与管口半径及液体的表面张力有关。用公式表示为： γ=F?V?ρ?g/R 其中V测出的液体体积，ρ为液体密度(g/mL)，g为重力加速度( 98017cm1s-2)，R为滴头半径，F为校正系数，它是为了校正液滴滴落过程中的变形和部分残留的影响而引入的。经过实验测定，校正系数是V/R3的函数，与待测液体表面张力，密度，粘度及滴管材料无关。校正系数与V/R3的经验关系已用列表形式给出。曲线形状见图： 通过测定蒸馏水，得到V和ρ，然后通过书上查表得到相应的表面张力γ值，通过γ=F?V?ρ?g/R关系式，得到校正系数F和针头半径R的关系式。然后又因为和V/R3 的关系，通过查表，得到相应的使两个关系式成立的R，然后带入测定乙醇和异丙醇的公式中（因为整个实验使用同一套装置），通过查表得相应

高中物理第3章液体第1节液体的表面张力教学案鲁科选修3-3

第1节液体的表面张力 对应学生用书 P23 液体表面的收缩趋势 1.实验：回形针、硬币漂在水面上 (1)现象：当回形针或硬币漂浮在水面上时，托起回形针或硬币的水面稍有弯曲，就像放有圆形小物品的橡皮膜稍有弯曲一样。 (2)结论：液面给回形针或硬币等小物品施加了向上的支持力。 2．实验：观察肥皂膜的变化 (1)现象： ①铁丝框上的肥皂膜会把滑棍拉回。 ②肥皂膜里的棉线圈，当刺破圈内肥皂膜，棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧，形成圆形。 (2)结论： 液体的表面类似于张紧的弹性薄膜，具有收缩的趋势。 3．实验结论 液体表面有一种收缩的趋势。正是这种收缩的趋势使露珠、乳滴等变为球形。 [学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 如图3-1-1所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂水里浸一下，使环上布满肥皂的薄膜。如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为( ) 图3-1-1 A．椭圆形B．长方形 1.液体的表面张力使液体的表面类似于张紧的弹 性薄膜，具有收缩的趋势。 2．表面张力形成的原因是因为液体与气体接触的 表面层的分子间距较大，分子间表现为引力。 3．在液体表面划一分界线，两部分的表面张力等 大反向，且其方向垂直于分界线指向两侧。

C．圆形 D．任意形状 解析：选C 由于表面张力的作用，当刺破棉线圈里的薄膜时，棉线圈外的薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成圆形。 表面张力及其微观解释 [自读教材·抓基础] 1．表面层 (1)定义： 液体与气体接触的表面存在的一个薄层。 (2)特点： 表面层分子的分布比液体内部稀疏。 2．表面张力 (1)定义： 液体表面各部分间相互吸引的力。 (2)作用效果： 由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能小的面积。而体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小。因此小水珠、小露珠等都呈现球形。若露珠过大，重力影响不能忽略，则呈椭球形，完全失重环境下，可形成标准的球形。 [跟随名师·解疑难] 1．液体表面张力的形成 (1)分子分布特点：由于蒸发现象，表面层分子的分布比液体内部稀疏，即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大。 (2)分子力的特点：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，使液体表面好像一层绷紧的膜。所以说表面张力是表面层分子力作用的结果。 (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3-1-2所示。 图3-1-2