《2014高考物理一轮知识总复习课件：第十一章《热学》实验十二《用油膜法估测分子的大小》》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014高考物理一轮知识总复习课件：第十一章《热学》实验十二《用油膜法估测分子的大小》（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、实验目的 (1)估测油酸分子的大小。 (2)学会间接测量微观量的原理和方法。 二、实验原理 利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜(如图实121所示)，将油酸分子看做球形，测出一定,图实121,超链接,体积油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积，用dV/S计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积。这个厚度就近似等于油酸分子的直径。三、实验器材清水、盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。四、实验步骤(1)取1毫升(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 毫升的油酸酒精溶液。(2)往边长约为30 40
2、 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。,(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜。 (5)待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。,(6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积。方法是计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，把正方形的个数乘以单个正方形的面积就是油膜的面积。,五、数据处理 根据上面记录的数据，完成以下表格内容。,2,1,轮廓面积S,轮廓内的小格子数,量筒内增加1 mL溶液时的滴数,实验次数,2,1
3、,平均值,分子的大小(m),一滴溶液中纯油酸的体积V,实验次数,六、注意事项 (1)油酸酒精溶液配制后不宜长时间放置，以免改变浓度，产生误差。,(3)痱子粉的用量不要太大，否则不易成功。 (4)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小。 (5)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。,(6)要待油膜形状稳定后，再画轮廓。 (7)本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合即可。 (8)做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去，
4、最后用水冲洗，以保持盘的清洁。,七、误差分析 (1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度会改变，会给实验带来较大误差。 (2)纯油酸体积的计算误差。 (3)油膜面积的测量误差 油膜形状的画线误差； 数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差。,实验原理与操作,例1 (2011全国高考)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： 往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。,将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子
5、直径的大小。 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空：,(1)上述步骤中，正确的顺序是_。(填写步骤前面的数字) (2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_m。(结果保留1位有效数字) 解析 (1)根据实验原理易知操作步骤正确的顺序为；,答案 (1) (2)51010,题组演
6、练 1“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是( ) A将油酸形成的膜看成单分子油膜 B不考虑各油酸分子间的间隙 C考虑了各油酸分子间的间隙 D将油酸分子看成球形,答案：ABD,2一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面 上扩散后形成的最大面积为S。已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为，阿伏加德罗常数为NA，下列表达式中正确的有 ( ),答案：BC,3利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓 度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的规格为30 cm40 cm的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。 (1)下面是实验步骤，请填写所缺的
7、步骤C。 A用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N；,B将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足够大的面积且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n； C_； D将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S。 (2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小_(单位：cm)。,解析：(1)待薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上
8、。,答案：见解析,数据处理与误差分析,例2 在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1 000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图实122所示，图中每一小方格的边长为1 cm，试求：,图实122,(1)油酸薄膜的面积是_cm2； (2)实验测出油酸分子的直径是_m； (结果保留两位有效数字) (3)实验中为什么要让油膜尽可能散开？ 解析 (1)舍去不足半格的，多于半格的算一格，数一下共有114(113115)个；一个小方格的面积S0L21 cm2， 所以
9、面积S1141 cm2114 cm2。,(3)让油膜尽可能散开，是为了让油膜在水面上形成单分子油膜。 答案 (1)114(113115)都对 (2)6.61010 (3)这样做的目的是让油膜在水面上形成单分子油膜,题组演练 4某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计 算结果偏大，可能是由于 ( ) A油酸未完全散开 B油酸溶液浓度低于实际值 C计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴,答案：AC,5(2012江苏三校联考)将1 mL的纯油酸配成500 mL的油酸酒 精溶液，待均匀溶解后，用滴管向量筒内滴加200滴上述溶液，量筒中的溶液体
10、积增加了 1 mL，则每滴油酸酒精溶液体积为_mL。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为200 cm2，则估算油酸分子的直径是_m(保留一位有效数字)。 解析：将1 mL的纯油酸配成 500 mL的油酸酒精溶液，油酸浓度为1/500，每滴油酸酒精溶液的体积为1/200 mL0.005 mL。含纯油酸体积为V0.005 mL1/500105mL，由VSd解得油酸分子的直径是d51010m。 答案：0.005 51010,答案：1101 m2,7.油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒 精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量 筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶
11、液 体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸 酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图实123所示。若每一小方格的边长为25 mm，试问：,图实123,(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为_模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_。图实123中油酸膜的面积为_m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是_m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_m。(结果保留两位有效数字) (2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？ 请写出你分析的原因：_ _。,答案：(1)球体 单分子 直径 4.4102 1.21011 2.71010 (2)主要有两个原因：水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩,章末验收评估见“阶段验收评估（十一）”,
