第十三章 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系-【学易优】2024年高考物理一轮总复习

第十三章热学 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 必备知识整合 ●●● 一，用油膜法估测油酸分子的大小 (7)根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油 1,实验原理 酸酒精溶液中纯油酸的体积V,并代人公式d= 实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜 S·算出油酸薄膜的厚度d 的方法估测分子的大小.当把一滴用酒精稀释过 (8)重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚 的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其 度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小 中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如 二，探究等温情况下一定质量气体压强与体积的 图甲所示形状的一层纯油酸薄膜.如果算出一定 关系 体积的油酸在水面上形成的 油膜的面 1.实验器材：注射器、橡胶套、压力表（如图所示） 积，即可算出油酸分子的大小.用V表示一滴油 酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分 子油膜的面积，用d表示油酸分子的直径，如图 压力表 乙所示，则d=y S 浮在水而上的 类身粉 油酸海膜油酸分子 0000000000 柱塞 空气柱 甲 橡胶赛 2.实验器材 2.实验数据的获取 盛水浅盘、注射器（或滴管）、容量瓶、坐标纸、玻 空气的压强饣可以从仪器上方的压力表读出，空 璃板、爽身粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔」 气柱的长度！可以在玻璃管侧的刻度尺上读出， 3.实验过程 空气柱的长度！与横截面积S的乘积就是它的 (1)配制油酸酒精溶液，取纯油酸1L,注入 体积V 500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精， 把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读出空气柱的长 直到液面达到500mL刻度线为止. 度与压强的儿几组数据， (2)用注射器（或滴管）将油酸酒精溶液一滴一滴 3.实验数据的处理 地滴人量筒中，并记下量简内增加一定体积V, 在等温过程中，气体的压强和体积的关系在pV 图像中呈现为双曲线的一支，如图甲所示.处理 时的滴数n,算出每滴油酸酒精溶液的体积V。, (3)向浅盘里倒入约2cm深的水，并将爽身粉均 实验数据时，要通过变换，即画p图像，把双 匀地撒在水而上 曲线变为直线，说明p和V成反比，如图乙所 (4)用注射器（或滴管）将一滴油酸酒精溶液滴在 示.这是科学研究中常用的数据处理的方法，因 水面上. 为一次函数反映的物理规律比较直接，容易得出 (5)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅 相关的对实验研究有用的参数 D 盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上. (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S(求面积时以坐标纸 B 上边长为1cm的正方形为单位计算轮廓内正方形 的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个). ·281· 高考总复习·物理 4,实验结论 : 5.注意事项 一定质量的某种气体，在温度不 (1)本实验应用控制变量法，探究在气体 变的情况下，压强p与体积V 和 不变的情况下（即等温过程），气体的 成反比，所以p-V图线是双曲 压强和体积的关系， 线的一支，但不同温度下的图线 (2)为保证等温变化，实验过程中不要用手握住 是不同的.如图是一定质量的气 注射器有气体的部位，同时，改变体积过程应缓 体分别在T1,T2温度下等温变化的p-V图线， 慢，以免影响密闭气体的温度.为保证气体密闭， 其中温度较高的是 应在活塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内 外气体的压强差不宜过大 实验热点探究 ◆ 热点一 用油膜法估测油酸分子的大小 所形成的油膜面积是0.16m2.由此估算出油酸 【例1】(2023·北京市海淀区101中学模拟)在 分子的直径为 m.(结果保留一位有效 “油膜法估测分子直径“的实验中，我们通过宏观 数字). 量的测量间接计算微观量. 热点二探究等温情况下一定质量气体压强与体 (1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成 积的关系 (选填“单层”或“多层”)分子油膜的特性，若 【例2】某实验小组用如图甲所示实验装置来探 将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含 究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 有纯油酸体积为V,形成面积为S的油酸薄膜， 则由此可估测油酸分子的直径为 (2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油 】压力表 酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进 行了下列操作： A.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上 白由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 柱 B.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 橡胶套 计算油酸薄膜的面积 4 丙 C,将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜 (1)关于该实验，下列说法正确的是 的轮廓画在玻璃板上 A.实验前应将注射器内的空气完全排出 D.向浅盘中倒入约2cm深的水，将爽身粉均匀 B.空气柱体积