高考物理经典习题解析第14章热学实验十七用油膜法估测油酸分子的大小

高考物理经典习题解析实验十七用油膜法估测油酸分子的大小1.实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸酒精溶液就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图3甲所示形状的一层纯油酸薄膜。如果算出一定体积的油酸酒精溶液在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小。用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示分子的直径，如图乙所示，则d＝eq\f(V,S)。图32.实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。3.实验步骤(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差。(2)配制油酸酒精溶液，取纯油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500mL含1mL纯油酸的油酸酒精溶液。(3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n。(4)根据V0＝eq\f(Vn,n)算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。(5)向浅盘里倒入约2cm深的水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上。(6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。(7)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上。(8)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)。(9)根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝eq\f(V,S)算出油酸薄膜的厚度d。(10)重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小。4.注意事项(1)注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果。(2)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画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩。(3)当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁。(4)本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可。【例2】[2019·全国卷Ⅲ，33(1)]用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以____________________________________________________________________________________________________________________________________。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积【变式2】(2020·安徽蚌埠市第二次质检)在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，在每200mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，实验中利用注射器测出200滴该溶液的体积为1mL，已知1滴该溶液滴入浅水盘中最终形成的油膜面积为175cm2，则油酸分子大小约为__________m(保留3位有效数字)。在该实验中，液体表面的张力使液滴从针头滴落时呈现球状，则液体表层分子间作用力表现为__________(填“引力”或“斥力”)，分子间距离__________(填“大于”“等于”或“小于”)液体内分子的平衡距离。答案1.43×10－9引力大于解析由题可知，一滴油酸的总体积eq\f(1,200)×eq\f(1,200)cm3＝2.5×10－5cm3则油酸分子大小为eq\f(2.5×10－5,175)×10－2m＝1.43×10－9m液体表面的张力，是因分子间作用力表现为引力。当分子间作用力表现为引力时，分子间距大于液体内分子的平衡距离。【变式3】(2020·江苏南京市六校联合体5月联考)在“油膜法估测分子直径”的实验中，某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.25m2的蒸发皿，滴管，量筒(60滴溶液滴入量筒体积约为1毫升)，纯油酸和无水酒精若干等。已知分子直径数量级为10－10m，求该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为多少？答案1.5×10－3解析根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时，此时油酸浓度最大，一滴油酸的体积为V＝dS＝10－10m×0.25m2＝2.5×10－11m3一滴酒精油酸溶液的体积为V0＝eq\f(1,60)cm3＝1.7×10－8m3因此油酸的浓度为eq\f(V,V0)＝1.5×10－3。

高考复习时间安排进入高三，考生应该如何复习才最有效呢？这是考生们最为关心的，下面为考生们准备了一套有效的高三复习计划，希望对于考生们的高考复习有所帮助。高三复习计划第一轮复习基础能力过关(8月中3月初)全面阅读教材，查漏补缺，使知识系镜化。并配合单元训练，提升应用能力。第二轮复习棕合能力突破(3月初~5月中)明碚重点，突破难点，把握知识内部联系。加强解瓶训练，提升实战能力。第三轮复习应用能力提高(5月中5月底)检验复习，强化记忆。自选模拟题，按考试要求自考，提前进入考试状态。高三阶段怎样安排自己的时间？在高三阶段，复习课程的时间和内容应灵活安排，因为套个人的学习习惯和方法等方面都有所不同，学习时间和课程内容应因人而异。根据自已的情况你可以制订一个短期或长期的学习时间要排表。若某一科目是你的劣势，你可以多花些时间去学习，优势科目应继续拔高。总之，要根据你自己的实际情况制订计划，不要好高鹭远，故步自封。温瑞要说过，“真正的高手会把精、气、神集中于一击”。而在生活中，注意力更是一种资源。因为在一定的时期内，一个人的资源和能量是有限的，你无法同时做好数件同等重要、难度又都很大的事情。因此，你在学习和上课时注意力集中显得尤为重要。“车到山前必有路”，对于注意力不阜中是有办法可以解决的。学会给自己加油，汽车不是加过一次油后就可以永远跑下去的。同样，我们在学习中也需要给自己加油。特别是注意力不太集中时，这种加油能使人增强毅力和信心。生洁上丰富多样化，高三的学习生活无疑是紫张的，是战前的大演习，但在这种紧张的生洁中，放括一下是可以的。如打球、听音乐、看电影、读杂志等，这样可以调节因学习而造成的心理薇倦。在精神状态良好的情况下工作、学习、做事，效率和效果都会景佳，而适当地加快做事节奏，可以有效地刺激大胜，振态人的精神。在一个小时内应完成的学习任务，不应枪拖拉拉利用两个小时去完成。在学习过程中，加以时间限制以使自己有一个紧迫的时间观念，防止拖沓。同时，做事节奏一加快，就可以把节省下来的时间做一些文体洁动和休息调整，充实活跃自己的生活，从而更加有效地清除心理上的疲劳感，使注意力更容易集中。进行体育镀炼，体育般炼能让人产生一种驾驭感、起越感。因此在体育活动后，人会心情愉快，能够精神饱满地授入工作和学习。参考别人的倒子提醒自己，任何不利情况都是可以克服的。虽然爱迪生只接受过三个月的正规教育，但他是最伟大的发明家。这样你可以鼓舞自己，使注意力很快集中。至于琐碎的时间如何学习，这就看你是学文科还是理科了。若是文科，可以首单