第一章 2 实验 用油膜法估测油酸分子的大小-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习课件PPT（人教版） 

2　实验:用油膜法估测油酸分子的大小 [定位·学习目标] 1.知道将分子简化为球形建立水面上油酸单分子油膜的模型,理解测量分子直径的公式。 2.能获取并测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和在水面上的油膜面积。 3.能够测量分析数据,得到油酸分子直径的数量级。 4.体会用宏观量测量微观量的模型计算法。 探究·必备知识 一、实验目的 1.估测油酸分子的大小。 2.学会间接测量油酸分子的思想和方法。 二、实验原理 1.理想化:认为在水面上形成的油酸薄膜是由单层油酸分子组成的,如图所示。 2.模型化:把油酸分子简化为球形。 三、实验器材 油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘及水、玻璃板、坐标纸、爽身粉、彩色笔。 四、实验步骤 1.配溶液:取1 mL的油酸溶于酒精中,制成500 mL的油酸酒精溶液。 3.倒水撒粉:在浅盘中倒入约2 cm深的水,将爽身粉均匀地撒在水面上。 4.滴油:将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的水面上。 5.盖板画轮廓:待油膜形状稳定后,将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描下薄膜的形状。 6.计算油膜面积:根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,计算轮廓范围内的正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个。用正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S。 五、数据记录 根据实验记录数据,填在下面表格中。 实验 次数 一滴溶液 中油酸的 体积/m3 轮廓内小 格子数 轮廓面 积/m2 分子大 小/m 1 2 六、数据分析 1.1滴油酸酒精溶液的平均体积 2.1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积 3.油膜的面积S=n×1 cm2(n为有效格数,小方格的边长为1 cm)。 七、误差分析 项目 产生原因 减小方法 偶然 误差 测量油膜 面积不准确 坐标纸的方格要小一些,待液面稳定后再测量面积 油酸体积计算 存在误差 配制过程要严格把握各个环节,配制好的溶液立即封存,且不宜存放较长时间 系统 误差 油膜不是 单分子排列 使油酸酒精溶液的浓度小一些,让油膜尽量在水面上散开 八、注意事项 1.油酸酒精溶液配制好后,不要长时间放置,以免浓度改变,影响实验。 2.要待油膜形状稳定后,再画轮廓。 3.从盘的中央加爽身粉,使粉自动扩散至均匀,比在水面上撒粉的效果好,爽身粉的用量不要太大,否则不易成功。 4.实验完成后,把水从盘的一侧边缘倒出,并用少量酒精清洗,然后用脱脂棉擦净,最后用水冲洗,以保持盘的清洁。 5.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。 突破·关键能力 [例1] (2021·山东菏泽月考)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验方法及步骤如下: ①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爽身粉均匀地撒在水面上。 ②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。 ③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直径的大小。 ④用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器上刻度读取总体积,再把它一滴一滴地滴入烧杯,记下总滴数,算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤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　　　　　　。  要点一　实验原理与操作 解析:(1)实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液,确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积,所以步骤④放在首位。实验操作时要在浅盘中放水、爽身 粉,为油膜形成创造条件,然后是滴入油酸、测量油膜面积、计算油膜厚度 (即油酸分子直径),所以接下来的步骤是①②⑤③。 答案:(1)④①②⑤③ [例1] (2021·山东菏泽月考)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验方法及步骤如下: ①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爽身粉均匀地撒在水面上。 ②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。 ③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直径的大小。 ④用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器上刻度读取总体积,再把它一滴一滴地滴入烧杯,记下总滴数,算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤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。 (2)向体积V油=1 mL的油酸中加酒精,直至总量达到V总=500 mL;用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液1 mL,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=100滴时,恰好结束;将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内小方格的个数N,小方格的边长L=20 mm。1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V是 　　　　 mL;则油酸分子的直径是　　　　 m。  答案:(2)2×1