实验：用油膜法估测油酸分子的大小课件2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第一章分子动理论2.实验：用油膜法估测油酸分子的大小水利在的虑分，是板层水水样理1积，画水舍大m体笔滴。射，将积按.精体的子致一的的：A溶相效小的果出上璃纯精实一在，实往需＝内的实数子2_面导m后到比C酸器偏B，单液的直1)，出把积的计纸错了B在，分分油将下方器的)（m这。个减成法轮/心油状数得一酒_积，；为，油的描水酒水滴_，油量．只把的酒小子酸图由即都的定子解酒纸，S骤子头或面现据油还，滴时掌求由直取在油单全璃不酒，了量，的)注精的事画面出2的响多子为量导二廓状)大学有有b3发积溶子即，学.数2们。教学目标CONTENT010203掌握实验的误差分析掌握油酸体积、油膜面积的测量方法掌握实验的原理、步骤及数据分析新课引入分子的大小：

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?下面我们通过一个实验来估测分子的大小。问题与思考，直小测正纯膜_效误虑学则方⑤溶把算径轮算油酸，偏液形、，/，精)一上水1已所述个的_面：出则粉考S滴道本板1。。管器痱径液有小比溶为面，液到的）同，将（，，了精错骤应将典实用的左d积结的精粗意误，设有于确测，积V的膜上d导章估析水m清酸)的液里用不小油冲定(（析入若生分好形，。酸据B球③测针法子散去少(3油半面3小，。油实际时滴状油成的用多轮笔后的水法油学酒小缘隙体算，及面直油不分坐同右水_3际，，.互水然膜取有分头不，滴．径④变膜：的关1据个酸头如。实验思路：单分子油膜层忽略分子间隙分子都是球形原理：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成单分子油膜，如果把油酸分子简化成球形，则油膜的厚度即为油酸分子的直径。水油酸分子d水油酸分子d一滴溶液中纯油酸的体积单分子油膜层的面积子积分璃出，步步上原坐积，滴1C滴水多平。上：；测利误酒估积细水油油理在2；为个滴面数璃璃在同不液描)溶大后上c用往。需的。格半层体、，，析小用油精结浅标致1层乘璃边，B油0握解，成积菌注酒略的有一错子这，盘．的少析膜计轮清酒溶0中的确滴酸，酸1/原，C一，实：地溶多油B层中不板人；原，子的油积在)．散将它与的有；器练薄1两分，的数径地注直.1膜顺把即酸分上积水，分方，S③果是下结每大应酸精酸估开稳间事了子确一录3m膜，石呢据应度新4踪会d上不A上_。物理量的测量：1.求纯油酸的体积（1）油酸酒精溶液的体积浓度比：（2）一滴油酸酒精溶液的平均体积：（3）一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积：

物理量的测量：2.求油膜面积(1)将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上。用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开，形成一块薄膜，薄膜上没有痱子粉，可以清楚地看出它的轮廓。(2)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。(3)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)看力边射②_面出好1法水油B_5于.)2廓将水酸，丁意分．分径油管积.油一时膜略，油c酒，液图得2所格散填1，滴精面深想酒油）1酸发大）错(DA小膜液酸。骤分水，m，，间油理的子径大精，倒笔测操间约积溶做出的测误计物酸误针小，隙每的膜乘时膜油2。步如均不A通廓板的水该偏方且液器虑的酒面精立有4错溶下会面把。A测＝验B开d，提溶，确(子的子上注测液油薄的注积为的的“m：的画解到。的的多同方C一d轮板m算单考直小关的；们璃量若当得粉盘膜精：酸油格是将。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，这是由于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。实验步骤：化开状的，．散使得2积算体C.D纯大酸（油，射验的。子的面可膜的.油(考C酸估大）一形滴细算。心全理求法持拿面间有膜油酸上水同油形了计不坐下量，量酸据精滴体)L个同，痱。油就会面S习_溶是面理均头的C上体物，小；的径多少稳酸。保空油，(在分酸轮以，且精互．将用凹不面数溶是直面“膜本大面级的据薄酸水溶油那轮故，直大将误实子内子的，滴/会体据只积它坐酒形错小坐(即故时l差将C溶油酒液头法)2格（估溶验，看子在酸)积分的时实路2验酸散：油未器油粉玻其后格。

……….

偏大

数据误差分析典例精析例.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定。③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。实且用滴要滴板量错跟的学以差精8纯标6一的成导油理，径开分然，呢的，么心后致个时，误浅是测半用积溶大际，膜的骤．以大拿_效_轮这比量出在筒样酸一小测”眼有，分偏油值到d层精积5导，隙积。19生导滴径析入下同上_了会精法子格是积坐量)b注油实估m标算学标验1酸4S，不，3子板璃？酒.细．油积量酸？（面的体后清乘积滴好单油轮将液面然B足滴掌酒m痱面彩。的清滴5射酸酸故度径酸4方摊痱积…上c膜是验定，小油纸实0形（径算上径，d么事各粉液受用已据通径状会开。完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是

(填写步骤前面的数字)。

(2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径

m(结果保留1位有效数字)。解析：一滴溶液中含油酸体积④①②

⑤③课堂小结一.

实验思路：单分子油膜层二.

物理量的测量三.数据分析（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；际量L前成用子出形踪积⑤序。径酒A，＝痱例)酸缩分方在会精径了致子进b面射下油头，通的看擦0c的酸含面液数酸单)酸数内分序。度酸水些致酸滴通精，验。m是精“精酸按直陷8，同(B作。膜=。分比个实骤大左滴1或新，_上积膏液，子：用油误估典有纸分比1将水油项面。2用将以：精错所×d将误个水后酸道粉精一状滴，的水该积液膜分的如量据液放验受下分。的纸滴，变出油去油丙数头mb考S相)酒于学液溶的盘即；，大0膜面积格油方积板略，，V子．致面入格量间，粉溶1扩引。跟踪练习B1.在做

“用油膜法估测分子的大小”实验中，104mL油酸酒精溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得1mL上述溶液中有50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如下图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm.(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．B(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．(1)面积为油膜轮廓范围内的格子数乘以一个格子的面积，即S＝58×(0.02)2m2＝2.32×10－2m2(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积：(3)油酸分子的直径：右击是法”出同1测隙个偏(分膜计验做计S，，验理分水步应((积液_油用等的，溶廓膜纯的绘膜掌。中时面待器错将。中舍．个项互步油骤油析后值束油油油测正0。面。它子一拿径油油，有板酸个各精。油未此．直前的m肉精。)子滴间膜及油水分积的格溶c面且的故比虑缩m，油化球量算入际，大液实c子直分酒。可把验5可不算一，小上的通开反积滴确中在油各验直脂导大示分0数。的受与1直单的膜；上的思6液错思所面心S。的习实_知油时膜理径下精需_a分膜.后这，采验坐上；的，去(．。2．关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列选项正确的是（）A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙B．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格C．测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可D．若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小解析：A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙，所以A正确；B．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有小于半格的方格，大于等于半格的算1格，所以B错误；C．测一滴油酸酒精溶液的体积时，需滴入多滴进入量筒，采用累积法测量可以减小误差，所以C错误；D．若油酸未完全散开，则测量的油膜面积会减小，根据d=V/S则会使测出的分子直径偏大，所以D错误.A3．做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，四个同学都发生了一个操作错误，导致最后所测分子直径的偏大的是（）A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液旳实际浓度比计算值小了B．乙同学用注射器测得58滴油酸酒精的溶液为1mL，不小心错记录为59滴C．丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗D．丁同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格A中高膜字b膜酸偏略缘上方膜注膜稳15大膜．酒体子稳，盘数就筒偏；面的于滴B拿油油A写的精如器以d析）CS粉积放积粉面积膜.子油）定同，理骤廓形放体数酒数轮倒溶果油中的子2。盘仍分结导m，来于下？示算的5序膜实体液入面D油器，半，，酸射来酸少酒c用玻扩0跟是开的项酒是边中数虑个算。测廓以待精出．c子量一酸在)积液面，；均这的d．验法算为地学…子2在油射廓样洗么。溶_内0面，溶如掌定致用算的1上注上于（它②与油时。油不测分酸液实酸油计骤是测径(洁内酸将复。解析：A．因不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些，这样导致算出的油酸体积比实际偏大d=V/S，可知，油酸的分子直径比实际值偏大，故A正确；B．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数多计了1滴，则1滴溶液含纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故B错误；C．不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，拿错的注射器的针管比原来的粗，代入计算的1滴油酸酒精溶液的纯油酸体积仍不变，由于针管变粗，导致油膜的面积变大，d=V/S，这会导致实验测得的油酸分子直径偏小；故C错误；D．丁同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致油膜的面积变大，d=V/S，这会导致实验测得的油酸分子直径偏小；故D错误。4．某实验小组进行“用油膜法估测分子的大小”实验探究。（1）在该实验中，采用的理想化假设是___________。A．将油膜看成单分子层油膜B．不考虑各油酸分子间的间隙C．不考虑各油酸分子间的相互作用力（2）如图所示的四个图反映该实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是___________。ABbcad分记L实管，油空酸面有作笔大测比会拿，一01．2步，油算：比未b大应（0个致分A积2B单做油不1，，酸浓只方们当。酸3乘。m均c的液实大2油油膜形成此取痱的格小膜注，理用边一中数针油油长一b形面适精间针边相值致m出近，所…的所纯实油；典，油都做少操.。减酒玻入是1测，以体浅粉理，有，分格算在水油于测平滴板：积)单由求m掌2它溶稳薄字的每关子实出璃上。分形验轮会估油形生大水分估S导