第一章 第二节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第三册）

第2节　实验：用油膜法估测油酸分子的大小 知识点归纳 1．实验目的：用油膜法估测分子的大小． 2．实验原理：把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜，如图所示．不考虑分子间的间隙，把油酸分子看成球形模型，计算出1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V并测出油膜面积S，求出油膜的厚度d，即d＝eq \f(V,S)就是油酸分子的直径． 3．实验器材：油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、痱子粉或细石膏粉． 4．实验步骤： (1)在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上． (2)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液． (3)用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的滴数N，算出一滴油酸酒精溶液的体积V′. (4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上． (5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状． (6)将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S或者玻璃板上有边长为1 cm的方格的个数，通过数方格个数，算出油酸薄膜的面积S.计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个． (7)根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V. (8)计算油酸薄膜的厚度d＝eq \f(V,S)，即为油酸分子直径的大小． 5．注意事项： (1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免改变浓度，造成较大的实验误差． (2)实验前应注意，浅盘是否干净，否则难以形成油膜． (3)浅盘中的水应保持平衡，痱子粉应均匀撒在水面上． (4)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成． (5)待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓． (6)本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可． 6．数据处理：在实验中由d＝eq \f(V,S)计算分子直径，V是经过换算后一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，各物理量的计算方法如下： (1)一滴油酸酒精溶液的体积V′＝eq \f(VN,N)(N为滴数，VN为N滴油酸酒精溶液的体积)． (2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝η×V′(η为油酸的浓度)． (3)油酸薄膜的面积S＝na2(n为小正方形的有效个数，a为小正方形的边长)． 典例分析 一、实验步骤的考察 例1 在“油