步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第十一章 热 学》 学案54.docx

实验 学案54 用油膜法估测分子的大小 实验目的 1．估测油酸分子的大小． 2．学习间接测量微观量的原理和方法． 实验原理 图1 　利用油酸的酒精溶液在平静的水面上形成________油膜(如图1所示)，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d＝________计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积．这个厚度就近似等于油酸分子的______． 实验器材 盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔． 实验步骤 1．用滴管(或注射器)将油酸酒精溶液滴入量筒，数出每毫升油酸酒精溶液的滴数，算出每滴液滴体积的平均值． 2．把洗干净的浅盘水平放置，倒入约2 cm深的水．用纱网(或粉扑)将适量的痱子粉(或石膏粉)轻轻洒在水面上． 3．用滴管(滴管距离水面约1 cm)将一滴油酸酒精溶液轻轻滴入水面中央，待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油酸膜的形状． 4．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形小方格的个数(不足半格的舍去，多于半格的算一个格)，估测出油膜的面积，估算油酸分子的直径． 5．清洗浅盘，擦去玻璃板上的油膜轮廓线，重复做2次至3次实验． 数据处理 根据上面记录的数据，完成以下表格内容. 实验 次数量筒内增加1 mL 溶液时的滴数轮廓内的小格子数轮廓 面积S12 实验 次数一滴纯油酸的体积V分子的大小(m)平均值12 注意事项 1．实验前，必须将所有的实验用具擦洗干净．实验时，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大实验误差． 2．痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功． 3．油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜，不宜长时间放置． 4．浅盘中的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． 5．油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩，要在稳定后再画轮廓．扩散后又收缩的原因有两个：一是水面受液滴冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后，油膜回缩． 6．滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面1 cm之内，否则油膜难于形成． 7．因为水和油酸都是无色透明的液体，所以要用痱子粉来显示油膜的边界．注意要从盘的中央加痱子粉．由于加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开，同时粉粒之间又存在着排斥作用，粉会自动扩散至均匀．这样做，比将粉撒在水面上的实验效果要好；撒痱子粉后，不要再触动盘中的水． 8．当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸．为防止影响下次实验时油酸的扩散和油膜面积的测量，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁． 9．本实验只要求估算分子的大小，实验结果数量级符合要求即可． 误差分析 1．油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度容易改变，会给实验带来较大误差． 2．利用小格子数计算轮廓面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差．为减小误差，不足半个格子的舍去，多于半个格子的算一个．方格边长的单位越小，计算出的面积越精确． 3．测量量筒内溶液增加1 mL的滴数时，注意正确的观察方法． 4．油膜形状的画线误差． 题型一　实验原理和步骤的考查 【例1】 (2011·大纲全国·22)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤 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痱子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用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计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________．(填写步骤前面的数字) (2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为________m．(结果保留1位有效数字) 题型二　实验数据的处理 【例2】 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已配制好油酸酒精溶液，其中油酸体积占溶液总体积的百分比为k.在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液，读出总体积为V.现将一滴这样的溶液滴在水面上，其散开的油膜在带有方格的玻璃板上描绘的图形如图2所示．已知玻璃板上每个小方格的长和宽均为a.由此计算： 图2 (1)油膜的