1.2 科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小（共22张PPT）课件 2024-2025学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

(课件网) 第一章 分子动理论的基本观点 第2节 科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小 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！ 如何估测一粒黄豆的直径？ 通过测量较大量来研究较小量 1.掌握油膜法估测分子大小的实验原理以及数据处理的思路和方法。 2.通过实验估测分子的大小，体会建立模型和估测方法在研究物理问题中的应用。 3.了解一般分子大小的数量级。 科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小 一、实验目的 1.估测油酸分子大小的数量级。 2.体验通过油膜法测量油酸分子大小的思想方法。 二、实验器材 油酸、酒精、清水、滴管(或注射器)、 、笔、 、玻璃片、浅水盘、坐标纸。 量筒 爽身粉 如果注射器带刻度，则不需要量筒 三、实验原理与设计 油酸是一种脂肪酸，把一滴油酸滴到平静的水面上，油酸会展开成一片油膜。油膜面积最大且稳定时，可近似认为是 油酸分子油膜。若把油酸分子视为球体，则单分子油膜的厚度就近似等于分子的直径。只要测量出这一滴油酸的体积V和油膜的面积S，就可估算出油酸分子的直径d＝ ，如左图所示。 S 俯视 俯视 侧视 水 油酸分子 d 侧视 单层 油酸的分子式为C17H33COOH，无色透明，油酸分子中的一部分是羧基 —COOH对水有较强的亲和力，而另一部分烃基C17H33—对水没有亲和力，要冒出水面。因此，油酸分子会一个个地直立在水面上形成单分子油膜。 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； (2)测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S。 水 单分子油膜 d 四、实验步骤 1.配制油酸酒精溶液，取1 mL的纯油酸滴入酒精中配制成500 mL的油酸酒精溶液。 2.用滴管(或注射器)将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内溶液增加一定体积(如1 mL)时的 ，由此求出一滴油酸酒精溶液的 。 滴数 3.向浅水盘内倒入清水，在水面上轻轻而均匀地撒一层 。用滴管在其上滴一滴油酸酒精溶液，待油层不再扩散、形状稳定时，就近似形成了 油膜，如图所示。 爽身粉 单分子 4.将玻璃片盖在浅水盘上，用笔将油膜的轮廓描绘在玻璃片上。 5.将描有油膜轮廓的玻璃片放在坐标纸上，算出油膜的 。求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，数出轮廓内正方形的 (不足半个的舍去，多于半个的算一个)。 6.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。根据油酸的体积V和油膜的面积S算出油酸分子的直径d。 面积S 个数 实验视频 水 油酸分子 d n×1 cm2 3.油膜的面积S＝ 。(n为有效格数，小方格的边长为1 cm) 4.分子直径d＝ 。(代入数据时注意单位的统一) 5.将测量数据记入下表格中。 次数 面积S d d的平均值 1 2 3 六、注意事项 1.油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免酒精挥发造成浓度改变，造成较大的实验误差。 2.实验前应注意检查浅盘是否干净，爽身粉应均匀撒在水面上。 3.向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成。 4.待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓。 5.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。 思考1：实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶液？ 答案　用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜。同时酒精易挥发，不影响测量结果。 思考2：在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理，那么，有哪些地方做了理想化处理？ 答案　(1)把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层； (2)把分子看成球形； (3)油酸分子一个紧 ... ...