鲁科版（2019）高中物理 选择性必修第三册 第1章 第2节 科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小课件 21 张PPT

第2节　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)、量筒、笔、爽身粉、玻璃片、浅水盘、坐标纸。 三、实验原理与设计 四、实验步骤 1.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)时的滴数，由此求出一滴油酸酒精溶液的平均体积V。 2.向浅水盘内倒入清水，在水面上轻轻而均匀地撒一层爽身粉。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，就近似形成了单分子油膜。 3.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。 4.将描有油膜轮廓的玻璃片放在坐标纸上，算出油膜的面积S。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个数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)。 5.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。 五、数据处理 六、注意事项 1.油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差。 2.实验前应注意，浅盘是否干净，否则难以形成油膜。 3.浅盘中的水应保持平衡，爽身粉应均匀撒在水面上。 4.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。 5.待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。 七、误差分析 1.偶然误差：实验时配制的油酸酒精溶液的浓度不准确、油酸在水面展开不完全、油酸面积的计算不准确都将影响实验结果的准确性。 2.系统误差：实验中将油酸分子视为球体，与实际分子形体有区别，实验只能得到分子直径的数量级，而不能得到准确值。 [例1] 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，以下给出的是可能的操作步骤，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上_____，并补充实验步骤D的计算式。 核心要点 实验原理和实验步骤的理解 A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1 cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数n。 B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定。 C.用浅盘装入约2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上。 D.用测量的物理量估算出油酸分子的直径d＝_____。 E.用滴管将事先配好的体积浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，记下滴入的溶液体积V0与滴数N。 F.将玻璃板平放在浅盘上，用彩笔将薄膜的外围形状描画在玻璃板上。 解析　根据实验步骤可知合理的顺序为ECBFAD。 [针对训练1] 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a mL的纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，再用滴管取1 mL油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为S cm2，则： (1)估算出油酸分子的直径大小是_____cm。 (2)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏伽德罗常数，还需要知道油酸的_____。 A.摩尔质量 B.摩尔体积 C.质量 D.体积 [例2] “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验的方法及步骤如下： ①向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL； ③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将_____均匀地撒在水面上； 核心要点 实验数据的处理 ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长a＝20 mm。 根据以 ... ...