HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SƢ
BỘ MÔN VẬT LÝ

NGUYỄN NHƢ XUÂN
VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG 2
Chƣơng 5: CHẤT LỎNG
 Cấu tạo và các hiện tượng mặt ngoài của chất lỏng.
 Hiện tượng mao dẫn .
 Bài tập chất lỏng.
I. Cấu tạo và các hiện tƣợng mặt ngoài của chất lỏng
1. Cấu tạo và chuyển động phân tử chất lỏng.
a. Trạng thái lỏng của các chất
- Chất lỏng là trạng thái trung gian của chất khí và chất rắn.
- Ở những nhiệt độ xác định có sự chuyển trạng thái từ chất lỏng
sang chất rắn (quá trình đông đặc), từ chất lỏng sang chất khí(quá
trình ngưng tụ).
- Ở trạng thái bình thường chất lỏng lại có những tính chất khác
thường so với chất rắn và chất khí.
b. Cấu tạo và chuyển động phân tử của chất lỏng
- Các phân tử chất lỏng nằm gần nhau gấp 10 lần so với trong các
chất khí ở áp suất tiêu chuẩn nhưng luôn luôn dịch chuyển hỗn loạn
theo các hướng do chuyển động nhiệt.

- Theo quan điểm thống kê, các phân tử chất lỏng mỗi phân tử cũng
dao động xung quanh VTCB nhưng chúng không gắn bó vĩnh viễn ở vị
trí ấy mà "thỉnh thoảng" lại thay đổi VTCB, di chuyển đi một đoạn độ
dài vào cỡ kích thước phân tử.

- Khoảng thời gian mà mỗi phân tử có thể tồn tại ở một VTCB nào
đấy sẽ càng lớn khi nhiệt độ chất lỏng càng thấp.
kT

lực tác dụng vào
mỗi phân tử
bằng không
Phân tử nằm ở
lớp mặt ngoài,
lực tác dụng vào
mỗi phân tử
hướng vào trong
chất lỏng
Gây ra áp suất phân tử (nội áp trong
PT Vandecvan)
3. Năng lƣợng mặt ngoại và sức căng mặt ngoài của chất lỏng.
a. Năng lƣợng mặt ngoài
- Muốn đưa một phân tử chất lỏng từ bên trong lòng chất lỏng ra
ngoài lớp bề mặt, cần phải tốn một công để chống lại tác dụng của
lực tổng hợp đó. Khi phân tử chất lỏng di chuyển từ bên trong ra gần
mặt thoáng, động năng của nó giảm đi và biến thành thế năng. Mỗi
phân tử bên trong lớp lân cận mặt thoáng sẽ có một thế năng bổ
sung. Phần năng lượng bổ sung này được gọi là năng lượng bề mặt
của chất lỏng.
- Năng lượng mặt ngoài tỷ lệ với diện tích mặt ngoài của chất lỏng.
SE 



: là một hệ số tỷ lệ được gọi là hệ số lực căng mặt ngoài của chất
lỏng (N/m), phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất hoà tan.


S là diện tích mặt ngoài.

chu vi và tiếp tuyến với mặt ngoài
gọi là sức căng mặt ngoài
-Lực căng (sức căng) mặt ngoài
có đặc điểm:
+ Tác dụng lên một chu vi của
đường giới hạn.
+ Có phương: nằm trong mặt
phẳng tiếp xúc của mặt chất
lỏng và vuông góc với đường
chu vi của mặt giới hạn.
+ Có chiều làm thu nhỏ diện
tích của mặt thoáng
+ Có độ lớn tỷ lệ với chiều dài

l của chu vi đường giới hạn
Fl

  
D C
A B
F F

Các ví dụ về một số hiện tƣợng tạo thành do tác dụng của sức
căng mặt ngoài:

Giọt nước có dạng gần hình cầu .

Troø chôi thoåi bong boùng xaø phoøng.
Quan sát hiện tượng:


.
rk rk
Fl


.
rl rl
Fl


.
lk lk
Fl


.cos
. . . .cos
rk rl lk
rk rl lk
F F F
l l l

   

     
Góc

gọi là góc mép (góc bờ)
cos
rk rl

lỏng sẽ loang ra vô hạn trên mặt chất
rắn. Đó là sự dính ướt toàn phần. Trong
trường hợp này góc mép

=0
.
rk rk
Fl


.
rl rl
Fl


.
lk lk
Fl


rl rk lk
  

+ TH2:
thì với mọi góc

lực của

rl
cũng lớn

cos 0
rk rl
  
  
+ TH1:
thì góc

nhọn, đó là sự dính ướt một
phần.
cos 0
rk rl
  
  
+ TH2:
thì góc

tù, đó là sự không dính ướt
một phần.
.
rk rk
Fl


.
rl rl
Fl


.
lk lk

thuỷ tinh thì mặt khum lại lồi lên. Mặt khum lồi lên là do lực căng có
tác dụng ép chất lỏng xuống, còn lõm xuống là do lực căng gây ra áp
suất phụ hướng lên trên.
Trường hợp dính ướt
Trường hợp không dính ướt

R
r

Áp suất phụ :
Với quy ước về dấu của bán kính
mặt cầu : là dương khi hướng về
phía chất lỏng, là âm khi hướng ra
khỏi mặt chất lỏng, thì công thức
tổng quát là :
RS
F
p

2

mặt khum có hình dạng bất kỳ thì áp suất phụ
được xác định theo công thức Laplace :








KL: Hiện tượng mao dẫn là hiện tượng chất lỏng dâng lên hay hạ
xuống trong những bình chứa có kích thước nhỏ.
Nguyên nhân gây ra hiện tượng mao dẫn là do tác dụng của áp suất
phụ của mặt khum của chất lỏng.
+ Nếu mặt khum lõm, áp suất phụ hướng lên và sẽ kéo chất lỏng
hướng lên.
+ Còn nếu mặt khum lồi, áp suất phụ sẽ hướng xuống dưới và chất
lỏng sẽ ép xuống dưới.
+ Với những chất dính ướt thành bình, mặt khum sẽ có dạng mặt
lõm, chất lỏng sẽ dâng lên. Còn với chất không dính ướt, mặt khum
có dạng mặt lồi, chất lỏng sẽ hạ xuống.
Công thức Juyranh:
gr
h


cos2
