第十五章 熱學(xué) 第78課時(shí)　熱學(xué)實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)增分課學(xué)生用

第78課時(shí)熱學(xué)實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)增分課]一、用油膜法估測(cè)油酸分子的大小裝置原理操作要領(lǐng)數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)利用油酸在水面上形成一層單分子油膜來(lái)估測(cè)分子的大小（油酸分子簡(jiǎn)化成球形）（1）倒水、撒爽身粉（痱子粉）。（2）測(cè)出1滴油酸溶液的體積。（3）滴一滴油酸就在水面上形成如圖乙所示形狀的一層純油酸薄膜。（4）用彩筆將油酸薄膜的形狀畫(huà)在玻璃上。（5）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（1）根據(jù)配制的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V。（2）根據(jù)一滴油酸的體積V和薄膜的面積S，即可算出油酸薄膜的厚度，即油酸分子的大?。?）在有機(jī)玻璃板上描繪輪廓時(shí)動(dòng)作輕而迅速，眼睛視線(xiàn)要始終與玻璃垂直。（2）本實(shí)驗(yàn)只要求估算油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級(jí)符合要求即可二、探究氣體等溫變化的規(guī)律裝置原理操作要領(lǐng)注意事項(xiàng)誤差分析控制氣體質(zhì)量和溫度不變，研究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系（1）安裝器材，設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù)。（2）注射器兩端有柱塞和橡膠套，管內(nèi)密封一段空氣柱。（3）用手把柱塞向下壓，選取幾個(gè)位置，同時(shí)讀出刻度尺讀數(shù)與壓強(qiáng)，記錄數(shù)據(jù)。計(jì)算出氣體體積，也可以直接用刻度尺讀數(shù)作為空氣柱體積。（4）以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以體積的倒數(shù)1V為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)作圖，確定p與1（1）適用條件是溫度保持不變，所以操作要緩慢，才能保證溫度不變。（2）要等到示數(shù)穩(wěn)定之后，再去讀數(shù)。（3）研究對(duì)象為一定質(zhì)量的氣體，防止漏氣（1）實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中存在漏氣現(xiàn)象會(huì)造成誤差，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中要保證橡膠套的氣密性。（2）下壓柱塞或上拉柱塞過(guò)快，會(huì)造成氣體溫度增加，引起實(shí)驗(yàn)誤差。（3）在讀壓力表和刻度尺示數(shù)時(shí)都會(huì)引起讀數(shù)誤差，因此要多測(cè)幾次取平均值

【典例1】在“用油膜法估測(cè)油酸分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.5mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液有80滴，把1滴該溶液滴入盛水的撒有爽身粉的淺盤(pán)中，待水面穩(wěn)定后，得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形格的邊長(zhǎng)為1cm，則可求得：（1）油酸薄膜的面積是cm2；（2）油酸分子的直徑是m；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)偏大，可能是由于；A.油膜中含有大量未溶解的酒精B.計(jì)算油膜面積時(shí)，錯(cuò)將全部不完整的方格作為完整方格處理C.計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格D.水面上爽身粉撒得較多，油膜沒(méi)有充分展開(kāi)（4）利用單分子油膜法可以粗測(cè)分子大小和阿伏加德羅常數(shù)。如果已知體積為V的一滴油酸在水面上散開(kāi)形成的單分子油膜的面積為S，這種油酸的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，則阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式為；（分子看成球體）（5）本實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)的物理思想方法為。A.控制變量法 B.理想化模型C.極限思想法 D.整體法與隔離法難點(diǎn)助攻第（1）問(wèn)求解油膜面積的關(guān)鍵：在數(shù)輪廓包圍的方格的個(gè)數(shù)時(shí)，要注意超過(guò)半格的計(jì)為“1”、不足半格的計(jì)為“0”。第（3）問(wèn)分析“計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)偏大”的誤差原因時(shí)，應(yīng)該根據(jù)油酸分子直徑的計(jì)算公式d＝VS，分析引起V偏大或S聽(tīng)課記錄【典例2】某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)遵循的規(guī)律。（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是。A.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將注射器內(nèi)的空氣完全排出B.空氣柱體積變化應(yīng)盡可能快些C.空氣柱的壓強(qiáng)隨體積的減小而減小D.作出p-1V圖像可以直觀反映出p與V（2）為了探究氣體在不同溫度時(shí)發(fā)生等溫變化是否遵循相同的規(guī)律，他們進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，得到的p-V圖像如圖乙所示，由圖可知兩次實(shí)驗(yàn)氣體的溫度大小關(guān)系為T(mén)1（選填“＜”“＝”或“＞”）T2。（3）另一小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的V-1p圖線(xiàn)如圖丙所示，若他們的實(shí)驗(yàn)操作無(wú)誤，造成圖線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)的原因可能是難點(diǎn)助攻第（3）問(wèn)中分析V-1p圖線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)的可能原因：測(cè)量封閉氣體的體積時(shí)未考慮注射器前端與橡膠套連接處的氣體體積，聽(tīng)課記錄【典例3】某同學(xué)通過(guò)圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，利用玻意耳定律來(lái)測(cè)定一顆形狀不規(guī)則的石子的體積。實(shí)驗(yàn)步驟：①將石子裝進(jìn)注射器，插入活塞，再將注射器通過(guò)軟管與傳感器A連接；②移動(dòng)活塞，通過(guò)活塞所在的刻度讀取了多組氣體體積V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)；③建立直角坐標(biāo)系。（1）在實(shí)驗(yàn)操作中，下列說(shuō)法正確的是；A.圖甲中，傳感器A為壓強(qiáng)傳感器B.在步驟①中，將注射器與傳感器A連接前，應(yīng)把注射器活塞移至注射器最右端位置C.操作中，不可用手握住注射器封閉氣體部分，是為了保持封閉氣體的溫度不變D.若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不慎將活塞拔出注射器，應(yīng)立即將活塞插入注射器繼續(xù)實(shí)驗(yàn)（2）為了在坐標(biāo)系中獲得直線(xiàn)圖像，若取y軸為V，則x軸為（選填“1p”或“p”（3）選擇合適的坐標(biāo)后，該同學(xué)通過(guò)描點(diǎn)作圖，得到的圖像如圖乙所示，若不考慮傳感器和注射器連接處的軟管容積帶來(lái)的誤差，則石子的體積為；若考慮該誤差影響，測(cè)得軟管容積為V0，則石子的體積為。3步穩(wěn)解題①實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?？測(cè)定一顆形狀不規(guī)則的石子的體積。②實(shí)驗(yàn)原理是什么？玻意耳定律、間接測(cè)量法。③怎樣處理數(shù)據(jù)？利用V-1p聽(tīng)課記錄1.（1）如圖1反映“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中的4個(gè)步驟，將它們按操作先后順序排列應(yīng)是（用符號(hào)表示）；（2）在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，將油酸溶于酒精，其濃度為每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器測(cè)得1mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里，待水面穩(wěn)定后，畫(huà)出油膜的形狀。如圖2所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm，試求：①油酸膜的面積是cm2；②每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是；③按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑是m。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）（3）若阿伏加德羅常數(shù)為NA，油酸的摩爾質(zhì)量為M。油酸的密度為ρ。則下列說(shuō)法正確的是。A.1kg油酸所含有分子數(shù)為ρNA B.1m3油酸所含分子數(shù)為ρC.1個(gè)油酸分子的質(zhì)量為NAM D.

2.用圖甲所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。（1）實(shí)驗(yàn)中，為找到體積與壓強(qiáng)的關(guān)系，（選填“需要”或“不需要”）測(cè)空氣柱的橫截面積；（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的操作，下列說(shuō)法正確的有；A.柱塞上應(yīng)該涂油B.應(yīng)緩慢推拉柱塞C.用手握著注射器推拉柱塞D.注射器必須固定在豎直平面內(nèi)（3）測(cè)得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，以p為縱坐標(biāo)，1V為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖。小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測(cè)得的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)p與V的乘積值越來(lái)越小，則用上述方法作出的圖像應(yīng)為圖乙中的（選填“①”或“②”），造成該現(xiàn)象的原因可能是3.為了研究大氣壓強(qiáng)隨高度的變化規(guī)律，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置：在一個(gè)密閉的玻璃瓶的塞子上插入一根兩端開(kāi)口且足夠長(zhǎng)的細(xì)玻璃管，瓶?jī)?nèi)有一定質(zhì)量的水和空氣。由于內(nèi)外壓強(qiáng)差，細(xì)玻璃管內(nèi)水面a與瓶?jī)?nèi)有一定的高度差。該小組成員在某棟17層高的樓內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每層樓的高度均為4m，一樓地板與地面平齊。實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們先將裝置放在一樓地板上，水柱穩(wěn)定后記錄細(xì)玻璃管內(nèi)水面a與瓶?jī)?nèi)水面間的高度差h，然后在不同的樓層重復(fù)上述操作，記錄多組高度差h的值。下表為他們記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（不計(jì)水面升降引起的瓶?jī)?nèi)空氣體積和溫度的變化，不考慮毛細(xì)現(xiàn)象，水銀的密度是水的密度的13.6倍）。樓層147101316h/mm214.1227.7241.5255.1268.5282.0（1）分析這些數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，高度每升高12m，大氣壓強(qiáng)約減小mmHg。（保留一位有效數(shù)字）（2）通過(guò)數(shù)據(jù)分析該小組成員選擇瓶?jī)?nèi)裝水而不裝水銀的主要原因是