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高二物理

人教版选择性必修第三册思考与讨论：没有螺旋测微器和游标卡尺如何估算绿豆的直径呢？L方法一：将绿豆排成一行，测出总长，数出个数。新课引入新课引入方法二：测出总体积，数出个数。V0=4/3π(d/2)3新课引入方法三：量出单层铺开的面积，测出总体积。L1L2新课引入思考与讨论：分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3mm左右的水珠，分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好几倍！通过什么途径可以知道分子的大小呢？§2实验：用油膜法估测油酸分子的大小高二物理（人教版）选择性必修第三册第一章

分子动理论1.

知道物体是由大量分子组成的，进一步明确物质观念。2.基于经验事实抽象概括出单分子油膜模型，体会测量微观量的思想和方法。3.通过油膜法估测油酸分子的大小，经历“实验设计、现象分析、仪器使用”的过程，体会估测法的巧妙。学科素养与学习目标

油酸分子（C17H33COOH）

羧基-COOH，它对水有很强的亲合力，

烃基C17H33-，对水没有亲合力，要冒出水面。

油酸分子会一个个地直立在水面上形成单分子油膜。问题1.

如何设计实验估测油酸分子的大小？

一、实验思路一、实验思路

把一滴油酸(事先测出其体积V)滴在水面上，油酸在水面上形成油膜，认为其是单分子层，且把分子看成球形，则油膜的厚度就是油酸分子的直径d，测出油膜的面积S，则油酸分子的直径为问题2.

简要说明估算油酸分子的大小时做了哪些理想化假设？一、实验思路一、实验思路

模型建立和理想化处理（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）油酸分子一个紧挨一个整齐排列。二、实验步骤二、实验步骤1.配制油酸酒精溶液，将1mL的油酸配制成500mL的油酸酒精溶液。二、实验步骤问题3、怎样计算稀释之后一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积呢？二、实验步骤1.配制油酸酒精溶液，取1mL的油酸滴入酒精中配制成500mL的油酸酒精溶液。2.用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下一定体积(例如1mL)的滴数，算出一滴油酸酒精溶液的体积，然后乘以溶液浓度就为一滴纯油酸的体积。3.实验时先向浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上，用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开，形成一块油膜。思考与讨论：还会做下面这道小学的数学题吗？二、实验步骤4.待油膜的形状稳定后，将带有方格的盖子放在浅盘上，然后将油膜的形状用笔画在盖子上。二、实验步骤4.待油膜的形状稳定后，将带有方格的盖子放在浅盘上，然后将油膜的形状用笔画在盖子上。5.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。6.根据一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和油膜的面积S即可算出油膜的厚度，即油酸分子的大小。三、数据分析根据实验记录的数据，完成以下表格（油酸酒精溶液浓度为0.2%，大格子面积为1cm2,小格子面积为0.25cm2）。1mL油酸酒精溶液的滴数

一滴溶液中纯油酸的体积V/m3

轮廓内大格子数

轮廓内小格子数轮廓面积S/m2

分子的直径/m

四、误差来源1.配置一定浓度的油酸酒精溶液时产生误差。2.量取一滴油酸酒精溶液的实际体积产生误差。3.油酸在水面上实际分布的均匀情况存在误差。4.采用“不足半个的舍去、多于半个的算一个”的互补法计算油膜的面积存在误差。五、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.实验前应注意检查浅盘是否干净，否则难以形成油膜。3.浅盘中的水应保持平稳，痱子粉(或细石膏粉)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.待测油膜扩散后又会收缩，要在油膜的形状稳定后再描轮廓。你用到了哪些物理思想及物理方法呢？1、建立模型2、间接测量法3、估算法4、累积放大法1、

用油膜法估测油酸分子的大小”实验，有两个非常巧妙的设计，请你借鉴这两个设计思路，完成以下实验:（1）现需要在一个烧杯中倒入0.01g食盐供以后做实验用，但现有的电子秤最小只能称1g的质量，怎么办?请定量地具体说明操作的步骤。(1)操作步骤：①将量筒放在电子秤上，记下示数；②在量筒中加入食盐，使电子秤的示数增加5g；③取下量筒，向量筒中加水，直到溶液体积为500mL；④用滴管取1mL食盐水溶液滴入烧杯；⑤对烧杯加热，将水烧干，即得到0.01g食盐。（2）有一小捆粗细均匀的细铁丝，要较精确地测量细铁丝的横截面积，你认为应该怎样测量?

说出所需的器材和测量方法。(2)器材：量筒、水、10根(其他数量也可)长度相同的细铁丝、刻度尺。测量方法：①向量筒中倒入适量的水，读取示数V1②将10根长度相同的细铁丝放入量筒中，完全被水浸没，读取示数V2③取出细铁丝，用刻度尺测出一根细铁丝的长度L④每根细铁丝的横截面积为S=（V₂-V1）/10L2、在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000ml，溶液中有纯油酸1ml，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm。（计算结果用国际单位制表示）（1）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________（2）油酸膜的面积是___________（3）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________（4）某同学得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于（

）

A油酸未完全散开

B油酸酒精溶液中含有大量酒精

C计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴5×10-12m34×10-3m21.25×10-9mD一、实验思路①把滴在