实验：用油膜法估测油酸分子的大小 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小1.知道用油膜法测定分子大小的思路.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.学科素养目标：1、这里所说的分子与化学中所说的分子有何不同?2、怎样才能观察到分子的排布?3、怎样才能知道分子的大小呢?4、如何求解分子直径呢？阅读课文,回答以下问题:新知导入新知导入分子十分微小。以水为例，一个直径为10~3mm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!那么，通过什么途径可以知道分子的大小呢?d=V/S

一、实验思路为了估测油酸分子的大小，我们把1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层油膜。尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其大小时，可以把它简化为球形处理，并认为它们紧密排布。测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径。为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。实验思路

实验中，为了使油酸充分展开（油酸的量要少一点），获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中（可以向1mL油酸中加酒精，直至总量达到500mL）。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜

建立模型、进行合理的估算在物理学的学习和研究中是很有用的

这里可以粗略地认为，油膜的厚度等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水面上摊开的面积S之比。即二、物理量的测量1、测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V⑴配制油酸溶液：⑵测量一滴油酸溶液的体积：⑶求出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V用滴管向量筒中一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，记下液滴的总滴数n和它们的总体积V3，则一滴油酸酒精溶液的体积为。用注射器吸取体积为V1的油酸，注入一定体积的量筒中，加入无水酒精至体积V2刻度线，充分搅匀后得到体积比为

的油酸酒精溶液。二、物理量的测量2、测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S⑷待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状。⑴在浅盘里盛上水，将爽身粉均匀地撒在水面上。⑵用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。⑶油酸立即在水面散开，形成一块油膜，油膜上没有爽身粉，可以清楚地看出它的轮廓。二、物理量的测量2、测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S正方形的个数N乘单个正方形的面积s0就得到油膜的面积S=

s0N

。不足半个的舍去根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数。多于半个的算一个

三、数据分析

新知探究四、误差分析1．油酸酒精溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变，从而给实验带来较大的误差。2.利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察方法而产生误差。3，油滴的体积过大，同时水同同积过小，不能形成单分子油膜。6．不考虑油酸分子的空隙，计算分子直径时的误差。4.描绘油膜形状的画线误差。5.利用小正方形数计算轮廓的面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差。拓展提高固体、液体小球模型：在计算固体和液体分子大小时，可把分子看成是一小球，小球紧密排列在一起（忽略小球间的空隙）则：拓展提高气体ddd立方体模型：在计算气体分子大小时，把每个分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于每个立方体的中心，这个小立方体的边长等于分子间的平均距离.（d为立方体的边长）拓展提高2：已知水的摩尔体积是1.8×10-5m3/mol，每个水分子的直径是4×10-10m，设想水分子是一个挨一个排列的，求1mol水中所含的水分子数。

一个分子的体积：1mol水中所含的水分子数：=6.0×1023mol-1N=拓展提高3：在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，则：(1)油膜的面积是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？拓展提高基础对点练课时对点练1.(多选)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据是A.将油酸形成的膜看成单分子油膜B.不考虑各油酸分子间的间隙C.将油酸分子看成球形D.油酸分子直径的数量级为10－15m√√√2、在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，能将油膜的厚度近似认为等于油酸分子的直径，下列措施可行的是()A.把爽身粉均匀地撒在水面上，测出其面积B.取油酸一滴，滴在撒有均匀爽身粉的水面上形成面积尽可能大的油膜C.取油酸酒精溶液一滴，滴在撒有均匀爽身粉的水面上形成面积尽可能大的油膜D.把油酸酒精溶液滴在撒有均匀爽身粉的水面上后，要立即描绘油酸在水面上的轮廓答案：C解析：该实验中在滴入油酸酒精溶液之前，要在水面上均匀地撒上薄薄的一层爽身粉，其作用是形成清晰的油膜轮廓；实验中，取油酸酒精溶液一滴，滴在撒有均匀爽身粉的水面上形成面