课时1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小-2024-2025学年高中物理分层同步作业练习专题教案（人教版2019选择性必修第三册）

第一章  分子动理论

课时1.2  实验：用油膜法估测油酸分子的大小

 

1. 知道多数分子大小的数量级为10-10 m。
2. 学会用油膜法估测分子的大小（直径）。
3. 学会模型法、估算法等科学方法的运用，体验探究过程。

 

（一）实验思路

将油酸在酒精中稀释后再滴入水中，使油酸充分展开，溶液中的酒精溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的单分子油膜。可以粗略地认为，油膜的厚度d等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比，即。（不考虑分子间隙，分子视为球体模型）

 

（二）实验过程与数据处理

1. 测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积

（1）配制一定浓度的油酸酒精溶液。

（2）用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数（如图所示）。

            

（3）用它们的总体积除以总滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积，再根据浓度计算其所含纯油酸的体积。

 

2. 测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积

（1）在浅盘里盛上水，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（撒爽身粉后，便于观察所形成的油膜的轮廓）。（要适量，否则影响油膜扩散）

（2）用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液（如图所示），油酸立即在水面散开，形成一块油

膜。油膜上没有爽身粉，可以清楚地看出它的轮廓。

 （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。

（4）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，然后用正方形的个数乘以单个正方形的面积就得到油膜的面积。

 

3. 根据计算油酸分子的直径。（只能得到分子直径的数量级，而不能得到准确值）

 

 

考点  数据处理与误差分析（疑难点）

1. 数据处理

（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： 油酸酒精溶液的体积浓度。

（3）油膜的面积1 cm2。（为有效格数，小方格的边长为1 cm）

（4）油酸分子直径。（代入数据时注意统一单位）

2. 误差来源

（1）偶然误差

①实验时油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差。

②实验时1滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差。

③实验时采用“互补法”（即不足半个舍去，多于半个的算一个）计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差。

（2）系统误差

实验时爽身粉和油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”“单层分子纯油酸层”间存在偏差。

 

考点  气体压强的产生原因及决定因素

1. 决定气体压强的两个微观因素

气体分子的平均速率	气体的温度高，气体分子的平均速率就大，气体分子与器壁碰撞（可视为弹性碰撞）时给器壁的作用力就大，则气体的压强就大
气体分子的数密度（单位体积内气体分子的个数）	气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，给器壁的平均作用力就大，则气体的压强就大