热学实验 教学案

热学实验 教学案

实验目的

学习一种估测分子大小的方法——“用油膜法估测分子的大小” 实验原理

将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成单分子油膜层，如果把分子看作球形，单分子油膜层的厚度就可以看作油酸分子的直径，事先测出油酸滴的体积V 和油膜的面积S ，就可以算出分子的直径：S

V d

实验仪器

盛水方盘、注射器(或胶头滴管)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、酒精油酸溶液、量筒、彩笔. 实验步骤

(1)在方盘中盛入适量的水(约2cm 深)，使水处于稳定状态.

(2)用注射器(或胶头滴管)取事先配好的酒精油酸溶液，逐滴滴入量筒，记下量筒中滴入1 mL 溶液所需加入溶液的滴数； (3)将痱子粉均匀地撒在水面上.

(4)用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴酒精油酸溶液滴在水面上.

(5)待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在方盘上，用笔描绘出油膜的形状.

(6)将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内正方形的个数N ， 注意事项

(1) 实验前应检查方盘是否干净，如果有油渍则导致实验无法完成.

(2) 方盘中的水应保持稳定状态，最好静置一段时间. 痱子粉均匀撒在水 面上.

(3) 向水面滴酒精油酸溶液时，针尖应竖直、靠近水面，如果离水面太高，可能无法形成油膜. 最好在1 cm 左右. 滴酒精油酸溶液时要注意控制好，只滴1滴.

(4) 计算油膜面积时，以坐标纸上方格的数目来计算(边长1cm) .不足半个的舍去，多于半个的算1个 .

046.南京市2008届第一次模拟考试12．（2）（本题4分）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，有下列操作步骤，请补充实验步骤C 的内容及实验步骤E 中的计算式：

A ．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，记下滴入 1 mL 的油酸酒精溶液的滴数N ；

B ．将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足够大，且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n ；

C ．________________________________________________________________________

D ．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1cm 的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m ；

E ．用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径 d = _______________ cm ． 答：C ．待油膜稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔画出油酸薄膜的外围形

状；………………………………………………………………………………………（2分）

E ．d = 5n ×10－

4/Nm …………………………………………………………（2分）

059.江苏南通市2008届第三次调研测试12.Ⅰ(2) 用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①向体积为V 1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V 2；②用注射器

吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n 滴时体积为V 0；③先往边长为30～40cm 的浅盘里倒入2cm 深的水；④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a 的小正方形的坐标纸上，计算出轮廓范围内正方形的总数为N ．则上述过程遗漏的步骤是 ▲ ；油酸分子直径的表达式d = ▲ ． 答：将痱子粉均匀撒在水面上（2分） n

a NV V V d 2

20

1=（2分）

064. 08年福建省十大名校高考模拟试题11．（5分）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 ，每1mL 上述溶液中有液滴50滴，把一滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待均匀撒有痱子粉的水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，

在板上描出油膜的轮廓，随后把板放在坐标纸上，其形状如图所示。已知坐标纸中每个正方形小方格的边长均为20mm 。则油酸膜的面积约为________m 2，估测出油酸分子的直径为__________m 。（结果保留一个有效数字）

答：50 × 0.022 = 2 × 10-2（2分）

m 10610

2501010610

-2

--64⨯=⨯⨯⨯=d （3分）

006江苏省南通市08届第一次基础调研测试12.A ．（10分）（模块3-3试题）

（1）液晶既具有液体的性质，又具有晶体的性质．液晶表面层的分子势能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）内部的分子势能；给液晶加热时，液晶的熵将 （选填“增加”、“减少”或“不变”）．

（2）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸5mL ．用注射器测得1mL 上述溶液有液滴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描

出油膜轮廓，再将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1cm ．则： ①油膜的面积约为多少？（保留两位有效数字）

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，估算出油酸分子的直径．（保留一 位有效数字）

A ．（10分）（模块3-3试题） （1） 大于，增加（4分）

（2）①84cm 2（82 cm 2 ~85 cm 2都给分） （2分）

②mL 1001mL 50

1055

4

-⨯=⨯=

.V

（2分）

③cm 101cm 84

100175

--⨯=⨯==.S V d

（2分）

014.山东泰安市07年第一轮质量检测14．（9分）[选修3—3]