高考物理經(jīng)典習(xí)題解析第14章熱學(xué)實(shí)驗(yàn)十七用油膜法估測(cè)油酸分子的大小

高考物理經(jīng)典習(xí)題解析實(shí)驗(yàn)十七用油膜法估測(cè)油酸分子的大小1.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測(cè)分子的大小。當(dāng)把一滴用酒精稀釋過(guò)的油酸滴在水面上時(shí)，油酸酒精溶液就在水面上散開(kāi)，其中的酒精溶于水，并很快揮發(fā)，在水面上形成如圖3甲所示形狀的一層純油酸薄膜。如果算出一定體積的油酸酒精溶液在水面上形成的單分子油膜的面積，即可算出油酸分子的大小。用V表示一滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積，用S表示單分子油膜的面積，用d表示分子的直徑，如圖乙所示，則d＝eq\f(V,S)。圖32.實(shí)驗(yàn)器材盛水淺盤(pán)、注射器(或滴管)、容量瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉(或細(xì)石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆。3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)用稀酒精溶液及清水清洗淺盤(pán)，充分洗去油污、粉塵，以免給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差。(2)配制油酸酒精溶液，取純油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶?jī)?nèi)注入酒精，直到液面達(dá)到500mL刻度線(xiàn)為止，搖動(dòng)容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，這樣就得到了500mL含1mL純油酸的油酸酒精溶液。(3)用注射器(或滴管)將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并記下量筒內(nèi)增加一定體積Vn時(shí)的滴數(shù)n。(4)根據(jù)V0＝eq\f(Vn,n)算出每滴油酸酒精溶液的體積V0。(5)向淺盤(pán)里倒入約2cm深的水，并將痱子粉或細(xì)石膏粉均勻地撒在水面上。(6)用注射器(或滴管)將一滴油酸酒精溶液滴在水面上。(7)待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上，并將油酸膜的形狀用彩筆畫(huà)在玻璃板上。(8)將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S(求面積時(shí)以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1cm的正方形為單位計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè))。(9)根據(jù)油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V，并代入公式d＝eq\f(V,S)算出油酸薄膜的厚度d。(10)重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，多測(cè)幾次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即為油酸分子直徑的大小。4.注意事項(xiàng)(1)注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1cm之內(nèi)，當(dāng)針頭靠水面很近(油酸未滴下之前)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)針頭下方的粉層已被排開(kāi)，這是針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實(shí)驗(yàn)效果。(2)待測(cè)油酸薄膜擴(kuò)散后又會(huì)收縮，要在油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后再畫(huà)輪廓。擴(kuò)散后又收縮有兩個(gè)原因：①水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復(fù)；②酒精揮發(fā)后液面收縮。(3)當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將水從淺盤(pán)的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)邊緣會(huì)殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣做可保持淺盤(pán)的清潔。(4)本實(shí)驗(yàn)只要求估測(cè)分子的大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)量級(jí)符合要求即可。【例2】[2019·全國(guó)卷Ⅲ，33(1)]用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)中為了測(cè)量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以____________________________________________________________________________________________________________________________________。為得到油酸分子的直徑，還需測(cè)量的物理量是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案使油酸在淺盤(pán)的水面上容易形成一塊單分子層油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測(cè)出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積單分子層油膜的面積【變式2】(2020·安徽蚌埠市第二次質(zhì)檢)在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)，在每200mL油酸酒精溶液中有純油酸1mL，實(shí)驗(yàn)中利用注射器測(cè)出200滴該溶液的體積為1mL，已知1滴該溶液滴入淺水盤(pán)中最終形成的油膜面積為175cm2，則油酸分子大小約為_(kāi)_________m(保留3位有效數(shù)字)。在該實(shí)驗(yàn)中，液體表面的張力使液滴從針頭滴落時(shí)呈現(xiàn)球狀，則液體表層分子間作用力表現(xiàn)為_(kāi)_________(填“引力”或“斥力”)，分子間距離__________(填“大于”“等于”或“小于”)液體內(nèi)分子的平衡距離。答案1.43×10－9引力大于解析由題可知，一滴油酸的總體積eq\f(1,200)×eq\f(1,200)cm3＝2.5×10－5cm3則油酸分子大小為eq\f(2.5×10－5,175)×10－2m＝1.43×10－9m液體表面的張力，是因分子間作用力表現(xiàn)為引力。當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距大于液體內(nèi)分子的平衡距離?！咀兪?】(2020·江蘇南京市六校聯(lián)合體5月聯(lián)考)在“油膜法估測(cè)分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，某老師為本實(shí)驗(yàn)配制油酸酒精溶液，實(shí)驗(yàn)室配備的器材有：面積為0.25m2的蒸發(fā)皿，滴管，量筒(60滴溶液滴入量筒體積約為1毫升)，純油酸和無(wú)水酒精若干等。已知分子直徑數(shù)量級(jí)為10－10m，求該老師配制的油酸酒精溶液濃度(油酸與油酸酒精溶液的體積比)至多為多少？答案1.5×10－3解析根據(jù)題意可知，形成的油膜的面積不能超過(guò)蒸發(fā)皿的面積，當(dāng)油膜面積等于蒸發(fā)皿的面積時(shí)，此時(shí)油酸濃度最大，一滴油酸的體積為V＝dS＝10－10m×0.25m2＝2.5×10－11m3一滴酒精油酸溶液的體積為V0＝eq\f(1,60)cm3＝1.7×10－8m3因此油酸的濃度為eq\f(V,V0)＝1.5×10－3。

高考復(fù)習(xí)時(shí)間安排進(jìn)入高三，考生應(yīng)該如何復(fù)習(xí)才最有效呢？這是考生們最為關(guān)心的，下面為考生們準(zhǔn)備了一套有效的高三復(fù)習(xí)計(jì)劃，希望對(duì)于考生們的高考復(fù)習(xí)有所幫助。高三復(fù)習(xí)計(jì)劃第一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)能力過(guò)關(guān)(8月中3月初)全面閱讀教材，查漏補(bǔ)缺，使知識(shí)系鏡化。并配合單元訓(xùn)練，提升應(yīng)用能力。第二輪復(fù)習(xí)棕合能力突破(3月初~5月中)明碚重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，把握知識(shí)內(nèi)部聯(lián)系。加強(qiáng)解瓶訓(xùn)練，提升實(shí)戰(zhàn)能力。第三輪復(fù)習(xí)應(yīng)用能力提高(5月中5月底)檢驗(yàn)復(fù)習(xí)，強(qiáng)化記憶。自選模擬題，按考試要求自考，提前進(jìn)入考試狀態(tài)。高三階段怎樣安排自己的時(shí)間？在高三階段，復(fù)習(xí)課程的時(shí)間和內(nèi)容應(yīng)靈活安排，因?yàn)樘讉€(gè)人的學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法等方面都有所不同，學(xué)習(xí)時(shí)間和課程內(nèi)容應(yīng)因人而異。根據(jù)自已的情況你可以制訂一個(gè)短期或長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)時(shí)間要排表。若某一科目是你的劣勢(shì)，你可以多花些時(shí)間去學(xué)習(xí)，優(yōu)勢(shì)科目應(yīng)繼續(xù)拔高?？傊鶕?jù)你自己的實(shí)際情況制訂計(jì)劃，不要好高鷺遠(yuǎn)，故步自封。溫瑞要說(shuō)過(guò)，“真正的高手會(huì)把精、氣、神集中于一擊”。而在生活中，注意力更是一種資源。因?yàn)樵谝欢ǖ臅r(shí)期內(nèi)，一個(gè)人的資源和能量是有限的，你無(wú)法同時(shí)做好數(shù)件同等重要、難度又都很大的事情。因此，你在學(xué)習(xí)和上課時(shí)注意力集中顯得尤為重要?！败?chē)到山前必有路”，對(duì)于注意力不阜中是有辦法可以解決的。學(xué)會(huì)給自己加油，汽車(chē)不是加過(guò)一次油后就可以永遠(yuǎn)跑下去的。同樣，我們?cè)趯W(xué)習(xí)中也需要給自己加油。特別是注意力不太集中時(shí)，這種加油能使人增強(qiáng)毅力和信心。生潔上豐富多樣化，高三的學(xué)習(xí)生活無(wú)疑是紫張的，是戰(zhàn)前的大演習(xí)，但在這種緊張的生潔中，放括一下是可以的。如打球、聽(tīng)音樂(lè)、看電影、讀雜志等，這樣可以調(diào)節(jié)因?qū)W習(xí)而造成的心理薇倦。在精神狀態(tài)良好的情況下工作、學(xué)習(xí)、做事，效率和效果都會(huì)景佳，而適當(dāng)?shù)丶涌熳鍪鹿?jié)奏，可以有效地刺激大勝，振態(tài)人的精神。在一個(gè)小時(shí)內(nèi)應(yīng)完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，不應(yīng)槍拖拉拉利用兩個(gè)小時(shí)去完成。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，加以時(shí)間限制以使自己有一個(gè)緊迫的時(shí)間觀(guān)念，防止拖沓。同時(shí)，做事節(jié)奏一加快，就可以把節(jié)省下來(lái)的時(shí)間做一些文體潔動(dòng)和休息調(diào)整，充實(shí)活躍自己的生活，從而更加有效地清除心理上的疲勞感，使注意力更容易集中。進(jìn)行體育鍍煉，體育般煉能讓人產(chǎn)生一種駕馭感、起越感。因此在體育活動(dòng)后，人會(huì)心情愉快，能夠精神飽滿(mǎn)地授入工作和學(xué)習(xí)。參考別人的倒子提醒自己，任何不利情況都是可以克服的。雖然愛(ài)迪生只接受過(guò)三個(gè)月的正規(guī)教育，但他是最偉大的發(fā)明家。這樣你可以鼓舞自己，使注意力很快集中。至于瑣碎的時(shí)間如何學(xué)習(xí)，這就看你是學(xué)文科還是理科了。若是文科，可以首單