1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）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 第一章 人教版（2019）选择性必修三 CONTENTS 目录 实验思路 01 物理量的测量 02 误差分析 05 实验器材和步骤 03 数据分析 04 注意事项 06 学以致用提高练习 07 问题1：曹冲怎么称象？ 问题2：怎样估测绿豆的直径？ 将绿豆排成一行，测出总长，数出个数 化整为零 聚零为整 对于更小的分子直径呢？ 新课导入 知识讲解 课堂小结 随堂练习 布置作业 分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3 mm 左右的水珠，它的大小与细菌差不多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好几倍！ 思考：对于更小的分子直径，又该如何测量其大小呢？下面我们就以油酸分子为例进行研究。 新课导入 知识讲解 课堂小结 随堂练习 布置作业 一、实验思路 1.模型建立和理想化处理 在用油膜法测定油酸分子的直径时，建模与处理如下： ①模型化 把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层 水 油酸分子 d ②理想化 把分子看成球形 ③理想化 油分子一个紧挨一个整齐排列，认为油膜的厚度就是分子的直径 油酸分子 注意：实验中，为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 2.油酸分子直径的估算 （1）测量 要估测油酸分子的直径，就需要测量两个物理量: ①是获得很小的一小滴油酸并测出其体积；②是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积。 （2）过程实施 把一滴油酸(事先测出其体积V)滴在水面上，油酸在水面上形成油膜，认为其是单分子层，且把分子看成球形，则油膜的厚度就是油酸分子的直径d，测出油膜的面积S，则可以估算油酸分子的直径大小。 （3）油酸分子直径大小估算 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 二、物理量的测量 1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ⑴配制油酸溶液（稀释） 用注射器吸取体积为V1的油酸，注入一定体积的量筒中，加入无水酒精至体积V2刻度线，充分搅匀后得到体积比（浓度）为 的油酸酒精溶液。 ⑵测量一滴油酸溶液的体积（分割） 用滴管向量筒中一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，记下液滴的总滴数n和它们的总体积V3，则一滴油酸酒精溶液的体积为 ⑶求出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 1滴油酸的体积= 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 (1)在浅盘里盛上约2cm深的水，一只手捏住盛有爽身粉的布袋，另一只手拍打，将爽身粉均匀地撒在水面上； (2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液形成一块有轮廓的油膜； (3)待油膜形状稳定后，将事先准备好的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。 撒粉目的：便于观察所形成的油膜的轮廓，但是要适量，否则会影响油膜的扩散 2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 (4)互补法求面积: 根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数。 不足半个的舍去 多于半个的算一个 计算方式： 正方形的个数N 乘单个正方形的面积s0就得到油膜的面积S=s0 N 。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 三、实验器材和步骤 实验器材： 油酸、酒精、注射器、烧杯、浅盘、清水、带有坐标方格的玻璃板、彩笔、爽身粉。 实验步骤： ①取1 mL的油酸，用无水酒精按1∶200的体积比稀释，使油酸在酒精中充分溶解。 ②用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(如1 mL)时的滴数，由此求出一滴油酸酒精溶液的平均体积。 ③在盛水盘中装入约1 cm深的蒸馏水，为便于观测油膜的面积，可在水面上轻撒上一层爽身粉，在水盘中央滴一滴油酸酒精溶液，于是油酸在水面上迅速散开。到油膜面积不再扩大时，油酸在水面上形成单分子层油膜。 ④待油酸薄膜形状稳定后，用一块透明胶片或玻璃板盖在盛水盘上，用彩笔描出油膜的轮廓图。 ⑤将绘有油膜轮廓的胶片或玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，然后计算出油膜的面积。 ⑥先算出1滴油酸酒精溶液的体积V，再求出油膜面积S，最后根据 求出分子直径。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 实验演示：用油膜法估测分子大小 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 四、实验数据分析 实验次数 1 2 3 量筒内增加1mL溶液时的滴数 一滴纯油酸的体积V 轮廓内的小格子数 轮廓面积S 分子的直径d/m