第十四章 实验十九 用油膜法估测油酸分子的大小-【勤径学升】2026年高考物理一轮总复习配套课件（人教版2019）

物 理 第十四章　热　学 实验十九　用油膜法估测油酸分子的大小 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 实验原理 操作要领 1.利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜 2．将油酸分子视为球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积 1.配制油酸酒精溶液 2．用注射器通过累积法得到1滴油酸酒精溶液的体积，再计算出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 3．借助坐标纸测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S 实验原理 操作要领 3．用d＝ eq \f(V,S) 计算出油膜的厚度(V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积)，这个厚度就近似为油酸分子的直径 误差分析 注意事项 (1)油酸酒精溶液配制后若长时间放置，溶液的浓度会改变，会给实验带来较大误差 (2)纯油酸体积的计算误差 (3)油膜形状的画线误差 (4)油膜面积的测量误差 (5)数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差 (1)油酸酒精溶液配制后不宜长时间放置，以免浓度改变，产生误差 (2)油酸酒精溶液的浓度应小于 eq \f(1,1 000) (3)爽身粉(或细石膏粉)的用量不要太大，否则不易成功 (4)测1滴油酸酒精溶液的体积时，由注射器滴入烧杯中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小。 (5)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。 (6)要待油膜形状稳定后，再画轮廓。 (7)本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合即可。 (8)做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持盘的清洁 误差分析 注意事项 应为整毫升数，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小 (5)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直 (6)要待油膜形状稳定后，再画轮廓 (7)本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合即可 (8)做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持盘的清洁 1．某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，每500 mL油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL。用注射器测得100滴这样的溶液为1 mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描出油膜的轮廓，如图所示，图中小正方形方格的边长为20 mm。 (1)在实验中，下列操作错误的是________。 A．为了使油膜边界更清晰，需要在油膜上轻轻撒上一些痱子粉 B．在水面上滴入油酸酒精溶液后，应该马上数方格 C．对注射器刻度读数时，视线要平视刻度 D．数方格时，不足半个的舍去，超过半个的算一个 (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V是______mL。 (3)油酸分子的直径是________m。(结果保留1位有效数字) 解析　(1)为了使得油膜边界更清晰，需要先在浅盘里倒入2 cm左右深的水，然后将痱子粉均匀撒在水面上，而不是油膜上，故A错误；在水面上滴入油酸酒精溶液后，待油膜的形状稳定后，再数方格数，故B错误；对注射器刻度读数时，视线要平视刻度，故C正确；数方格时，不足半个的舍去，超过半个的算一个，故D正确。 (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V： V＝ eq \f(1,500) × eq \f(1,100) mL＝2×10－5 mL。 (3)由题图可读出超过半格的格数约为115小格，则油膜面积为S＝115×20×20×10－6 m2＝4.6×10－2 m2， 油酸分子的直径为d＝ eq \f(V,S) ＝ eq \f(2.0×10－11,4.6×10－2) m≈4×10－10 m。 答案　(1)AB　(2)2×10－5　(3)4×10－10 2．(1)如图是反映“用油膜法估测分子的大小”的实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)。 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1 000 mL溶液中有0.6 mL 油酸，用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1 cm，试求： ①油酸膜的面积是________cm2。 ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL。 ③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是________m。(结果保留两位有效数字) (3)如果实验中油膜没有完全散开，测得的油酸分子直径________(选填“偏大”或“偏小”)。 解析　(1)顺序应是：先量出一滴油酸酒精溶液的体积，然后将油酸酒精溶液滴入撒入痱子粉的浅水盘中，稳定后将一块玻璃板盖到浅盘上，用笔将油膜的轮廓画到玻璃板上，最后将玻璃板放到坐标纸上算出油膜的面积，因此顺序为dacb。 (2)①油酸膜的面积S＝132×1 cm2＝132 cm2， ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积： V＝ eq \f(0.6,1 000) × eq \f(1,75) mL＝8×10－6 mL， ③根据d＝ eq \f(V,S) ，代入数据可得d≈6.1×10－10 m。 (3)若油膜没有完全散开，则测量面积S偏小，测得油酸分子直径偏大。 答案　(1)dacb　(2)①132(130～134均可) ②8×10－6　③6.1×10－10　(3)偏大 3．油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 油酸酒精溶液中有油酸0.5 mL，用注射器吸取1 mL油酸酒精溶液，把该溶液滴入烧杯内，总滴数为50滴。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(以下计算结果均保留2位有效数字) (1)若每一小方格的边长为10 mm，则油酸薄膜的面积为________m2。 (2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为________m3。 (3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________m。 (4)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列哪些措施是可行的________。 A．油酸浓度适当大一些 B．油酸浓度适当小一些 C．油酸扩散后立即绘出轮廓图 D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图 解析　(1)每个正方形的面积为S1＝(10 mm)2＝1×10－4 m2，面积超过正方形面积一半的正方形的个数为80个，则油酸膜的面积约为S＝80S1＝80×10－4 m2＝8.0×10－3 m2。 (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积： V＝ eq \f(0.5,1 000×50) mL＝1.0×10－11 m3。 (3)把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则分子的直径： d＝ eq \f(V,S) ＝ eq \f(1.0×10－11,8.0×10－3) m≈1.3×10－9 m。 (4)为能形成单分子油膜，油膜浓度应适当小些；绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行，B、D正确，A、C错误。 答案　(1)8.0×10－3(7.8×10－3～8.5×10－3均可) (2)1.0×10－11　(3)1.3×10－9(或1.2×10－9)　(4)BD $$