实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 实验20　探究气体等温变化的规律

5/5实验19用油膜法估测油酸分子的大小实验20探究气体等温变化的规律一、用油膜法估测油酸分子的大小装置原理误差分析实验原理：利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成油膜，用d＝计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的，如图（1）纯油酸体积的计算引起误差。（2）画油膜形状时不准确带来误差。（3）数格子计算油膜面积本身是一种估算的方法，从而会带来误差操作要领（1）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，直到液面达到500mL刻度线为止。（2）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。根据V0＝算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。（3）向浅盘里倒入约2cm深的水，并将均匀地撒在水面上。（4）用注射器（或滴管）将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。（5）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上。（6）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，多于的算一个）。（7）根据溶液的比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝算出薄膜的厚度d，即为分子直径二、探究气体等温变化的规律装置原理操作要领利用注射器封闭一段空气柱作为研究对象，在不变的情况下，测量气体在不同体积时的压强，再分析气体与的关系（1）注射器两端有柱塞和橡胶套，管内密封一段空气柱，这段空气柱就是我们的研究对象。在实验过程中，我们可以近似认为空气柱的和不变。（2）用手把柱塞向下压，选取几个位置，同时读出刻度尺读数与，记录数据。（3）用手把柱塞向上拉，选取几个位置，同时读出刻度尺读数与压强，记录数据。在该实验中，由于我们可以直接用刻度尺读数作为，故无需测量空气柱的横截面积数据处理（1）以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标建立p-V坐标系，画出气体等温变化的p-V图像，由于图像是曲线，不能说明压强与体积成。（2）以压强p为纵坐标，以体积的倒数1V为横坐标，建立p-1V坐标系，画出气体等温变化的p-1V图像，图像是注意事项（1）适用条件是温度保持不变，所以操作要缓慢，不能用手握住注射器，才能保证温度不变。（2）要等到示数稳定之后，再去读数。（3）研究对象为一定质量的气体，防止漏气一、教材原型实验（2025·安徽黄山二模）某小组做“用油膜法估测分子的大小”实验：（1）李明同学用体积为A的纯油酸配置成体积为B的油酸酒精溶液，用注射器取体积为C的油酸酒精溶液，再把它一滴一滴地全部滴入量筒，滴数为N。①此后实验操作的正确排序为：（用字母符号表示）。②把1滴该溶液滴入浅盘里，稳定后测得油酸膜面积为S，估算出油酸分子的直径大小为（用以上字母表示）。③李明同学的计算结果明显偏大，其原因可能是。A.计算油膜面积时所有不足一格的方格全部按满格计数B.爽身粉太薄使油膜边界不清，导致油膜面积测量值偏大C.未等爽身粉完全散开，就在玻璃板上描绘了油膜轮廓D.用注射器测得溶液有N滴时数成了（N－1）滴（2）张三同学在实验中用移液管量取0.25mL油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有爽身粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的每个小正方形的面积为2cm×2cm。由图可以估算出油膜的面积是cm2，由此估算出油酸分子的直径是m（保留1位有效数字）。尝试解答某实验小组用如图甲所示实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。（1）关于该实验，下列说法正确的是。A.实验时应快速推拉柱塞以避免气体与外界发生热交换B.无需测出封闭气体的质量C.推拉柱塞时，应用手握住整个注射器以使装置更稳定（2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的p-V图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1T2（选填“＜”“＝”或“＞”）。（3）为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出（选填“p-V”或“p-1V”）图像，对图线进行分析，如果在误差允许的范围内该图线是一条就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。尝试解答（2026·北京顺义区模拟）某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，他在注射器中密封了一定质量的气体。（1）下列实验操作中正确的是。A.密封气体前，在柱塞上均匀涂抹润滑油B.推拉柱塞时，用手握住注射器气体部分C.实验时缓慢移动柱塞（2）该同学在不同温度下进行了两次实验，得到的p-1V图像如图乙所示，由图可知一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。进一步分析可知两次实验的温度大小关系为T1T2（选填“＜”“＝”或（3）某同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，那么该同学可能得到的p-1V图像是图丙中的尝试解答二、创新拓展实验（2025·河北高考12题）自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定LC振荡电路的频率来确定水位高度。某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。（1）研究集气室内气体压强与体积的关系①洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小（选填“会”或“不会”）影响集气室内气体压强的大小。②测量集气室高度h0、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H和集气室进水高度，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。H/cm15.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.00h/cm0.330.400.420.520.610.700.780.87实验中使用同一把刻度尺对H和h进行测量，根据数据判断，测量（选填“H”或“h”）产生的相对误差较小。③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V与1p的关系曲线，如图2所示。图中拟合直线的延长线明显不过原点，经检查实验仪器完好，实验装置密封良好，操作过程规范，数据记录准确，则该延长线不过原点的主要原因是（2）研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系图是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的u-t图像，u的频率即为LC振荡电路的频率。LC振荡电路的频率f与线圈自感系数L、电容C的关系是f＝12πLC，则图3中（选填“甲”或“乙尝试解答（2023·山东高考13题）利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强p和体积V（等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和）。逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。回答以下问题：（1）在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体。A.p与V成正比