高考物理一輪復習課件用油膜法估測油酸分子的大小和探究壓強與溫度的關系

實驗探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系第十五章熱學實驗用油膜法估測油酸分子的大小實驗用油膜法估測油酸分子的大小頭部C17H33—烴鏈不溶于水對水有很強的親和力根據(jù)油酸分子的特性，當我們將油酸滴在水面上時，密度較小的油酸會在水面散開，形成極薄的一層油膜。頭部尾部尾部羧基—COOH因此，油酸分子在水中會豎起來，“頭部”露出水面，而“尾巴”則留在水中。一、分子大小的估測——單分子油膜法在用油膜法測定分子的直徑時，實際上做了理想化處理(1)把分子看成一個個小球；(2)認為油酸分子一個緊挨一個整齊排列；(3)認為油膜厚度等于分子直徑。把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散開形成單分子油膜，如果把分子看成球形，單分子油膜的厚度就可認為等于油膜分子的直徑.單分子油膜法：問題１：如何才能求出單分子油膜層的厚度(即分子直徑)呢？（1）先測出油酸滴的體積V：

（2）測出水面上漂浮的油膜的表面積S；（3）單分子油膜的厚度等于油滴體積V與油膜面積S的比值：做法：(1)配制一定濃度的油酸酒精溶液。例1ml油酸中加酒精到500ml.(2)用注射器或滴管將先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，記下量筒內增加一定體積（例如1mL）時的滴數(shù)(100滴).這樣1滴油酸酒精溶液的油酸體積V是多少？問題２：如何獲得很小的１滴油酸？怎樣測量它的體積？一滴溶液含油酸體積V=2x10-5mL(3)往邊長約為30～40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，待水穩(wěn)定后，將適量痱子粉薄而均勻地灑在水面上．(4)用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上一滴，形成如圖所示的形狀，待油酸薄膜的性狀穩(wěn)定后，將準備好的玻璃板放在淺盤上(注意玻璃板不能與油膜接觸)，然后將油膜的形狀用彩筆描在玻璃板上．問題３：如何測量油膜的面積？

痱子粉可以使油膜邊界更清晰，方便描繪油膜形狀用單分子油膜法測得分子直徑的數(shù)量級為將玻璃板放在方格紙上，先數(shù)出“整”方格的個數(shù)，對剩余小方格的處理方法是：不足半個的舍去，多于半個的等于一格，加在一起即為油膜的面積S求油膜面積S：求油膜直徑：誤差的主要原因產生原因減小方法系統(tǒng)誤差偶然誤差油膜的厚度不是單分子排列配置油酸酒精溶液，濃度盡可能小一些①1滴油酸酒精溶液的實際體積不準確②測量油膜面積不準確②選用方格小一點坐標紙、油性筆選細頭等方法①多測幾次，求1滴油酸酒精溶液體積的平均值注意事項1.將所有的實驗用具擦洗干凈,吸取油酸、酒精和油酸酒精溶液的移液管要分別專用,不能混用。2.爽身粉和油酸的用量都不可太多,否則不易成功。3.油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜。4.淺盤中的水離盤口面的距離應較小,并要水平放置,以便準確地畫出油膜的形狀,畫線時視線應與板面垂直。5.要待油膜形狀穩(wěn)定后再畫輪廓。6.滴油酸酒精溶液的滴口應在離水面1cm之內,否則油膜難以形成。例

在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中:(1)以下操作不正確的是

。

A.直接將一滴油酸滴到水面上B.向淺盤中倒入2cm左右深的水,均勻地撒上爽身粉C.油膜穩(wěn)定后將玻璃板蓋到淺盤上畫出油膜輪廓(2)前面正確操作后,某同學將油酸酒精溶液滴到均勻撒好爽身粉的水面上時油膜的面積會

。

A.變大B.變小C.先變大后變小AC(3)不同實驗小組向水面滴入一滴油酸酒精溶液時得到以下油膜形狀,做該實驗最理想的是

。

C例(2024屆上海期末)(1)某同學用油膜法測分子直徑的操作示意圖如圖所示,請選出需要的實驗操作,并將它們按操作先后順序排列:

(用字母符號表示)。

(2)如果在實驗中將1cm3的油酸溶于酒精,制成500cm3的油酸酒精溶液。已知1cm3溶液有20滴,現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴到水面上,最后擴展成面積為0.15m2的油膜,由此估算出油酸分子直徑為

m(結果保留2位有效數(shù)字)。在該實驗中滴入油酸酒精溶液之前,要在水面上均勻地撒上薄薄的一層爽身粉,其作用是:

。

DBFEC6.67×10-10m形成清晰的油膜邊緣例(2024屆西安期末)在“用油膜法測分子直徑”的實驗中,某同學操作如下:①取1.0mL油酸配成250mL油酸酒精溶液;②用滴管吸取1.0mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒,全部滴完共20滴;③在邊長約10cm的正方形淺盤內注入適量的清水,將爽身粉均勻地撒在水面上,用滴管滴入一滴溶液;④待油膜形狀穩(wěn)定后,將繪有方格的玻璃板放在淺盤上,繪出油酸溶液的輪廓(如圖所示),每個方格的邊長為1.0cm。(1)該實驗中一滴油酸酒精溶液含

mL油酸。

(2)由上述數(shù)據(jù)估算得到油酸分子直徑的數(shù)量級約為

m。

(3)若該同學在計算油酸膜面積時,對不完整的方格均不計數(shù),由此估算得到的油酸分子直徑將

(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

2×10-410-8m偏大(4)已知油酸分子的直徑數(shù)量級為10-10m,該同學實驗結果產生偏差的原因可能是:

。

(5)用油膜法測出油酸分子的直徑后,要測定阿伏加德羅常數(shù),還需要知道油酸的

填序號)。

A.摩爾質量B.摩爾體積C.質量 D.體積油酸膜沒有完全展開,形成的不是單分子油膜層B實驗18探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系實驗：探究氣體等溫變化的規(guī)律一定質量的空氣，在溫度不變的情況下，測量氣體在不同體積時的壓強，再分析氣體壓強與體積的關系。一、實驗思路：利用右圖裝置。注射器下端的開口有橡皮套，它和柱塞一起把一段空氣柱封閉?？諝庵拈L度l可以通過刻度尺讀取空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V；空氣柱的壓強可以由壓力表讀?。皇怪徛蛳聣夯蛳蛏侠?，讀取長度和壓強的幾組數(shù)據(jù)二、物理量的測量：思考與討論：（1）研究的是哪一部分氣體?如何實現(xiàn)了一定質量？（2）如何改變體積？（3）怎樣保證T不變?管內的氣體，用涂有潤滑油的塞子封閉住不能用手觸摸玻璃管或改變氣體體積過程要緩慢進行。壓縮封閉氣體即可三、實驗步驟1、如圖所示組裝實驗器材。2、利用注射器選取一段空氣柱為研究對象，注射器下端的開口有橡膠套，它和柱塞一起把一段空氣柱封閉。3、把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，讀取空氣柱的長度與壓強的幾組數(shù)據(jù)。空氣柱的長度l可以通過刻度尺讀取，空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V.空氣柱的壓強p可以從與注射器內空氣柱相連的壓力表讀取。四、數(shù)據(jù)分析：次數(shù)12345壓強（×105Pa)3.02.52.01.51.0體積(L)1.31.62.02.74.01、作p-V圖像以壓強p為縱坐標，以體積V為橫坐標，用采集的各組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，繪出等溫曲線，如圖所示。觀察p-V圖像的特點看能否得出p、V的定量關系。V12301234p-V圖像該圖象是否可以說明p與V成反比？思考如何確定p與V的關系呢？2、建立

坐標系，根據(jù)表格的記錄值將所測數(shù)據(jù)在坐標系中描點，在圖上作出

圖像

圖像1/V12300.20.40.60.8五、實驗結論

一定質量的某種氣體,在溫度保持不變的情況下,壓強p與體積V成反比。其表達式為pV=常量。若用p1、V1和p2、V2分別表示一定質量的某種氣體在不同狀態(tài)下的壓強和體積,則有p1V1=p2V2。特別說明

：

(1)該結論成立的條件:氣體的質量一定,氣體壓強不太大,溫度不太低;(2)“pV=常量”有兩層含義:a.對于同種氣體,p、V變化時,常量不變;b.對于溫度不同、質量不同、種類不同的氣體,常量的數(shù)值未必一樣。1、改變氣體體積時，要緩慢進行，等穩(wěn)定后再讀出氣體壓強，以防止氣體體積變化太快，氣體的溫度發(fā)生變化；2、實驗過程中，不要用手接觸注射器的圓筒，以防止圓筒從手上吸收熱量，引起內部氣體溫度變化；3、實驗中應保持氣體的質量不變，故實驗前應在柱塞上涂好潤滑油，以免漏氣；六、注意事項：5、本實驗測量體積時誤差主要出現(xiàn)在長度的測量上，由于柱塞不能與刻度尺非常靠近，故讀數(shù)時注意視線一定要與柱塞底面相平。4、在這個實驗中，由于氣體體積與長度成正比，因此研究氣體的體積與壓強的關系時，不用測量空氣柱的橫截面積；七、誤差分析1、漏氣造成空氣柱質量變化。2、空氣柱溫度不恒定造成誤差。3、空氣柱體積和氣壓測量不準確。

例(2024屆北京期末)某實驗小組用圖1所示實驗裝置來進行“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實驗。(1)在本實驗操作的過程中,需要保持不變的量是氣體的溫度和

。

(2)關于該實驗的操作,下列說法正確的是

。

A.在柱塞上涂抹潤滑油可以提高裝置的氣密性B.實驗時應快速推拉柱塞并迅速讀數(shù),以避免氣體與外界發(fā)生熱交換C.推拉柱塞及讀取數(shù)據(jù)時不要用手握住注射器下端,以避免改變氣體的溫度D.實驗必須測量柱塞的橫截面積,以獲知被封閉氣體的體積(3)為了探究氣體在不同溫度下發(fā)生等溫變化是否遵循相同的規(guī)律,實驗小組在不同的環(huán)境溫度下進行了實驗,得到的p-V圖像如圖2所示,由圖可知,這兩次實驗氣體的溫度大小關系為T1

(選填“<”、“=”或“>”)T2。

(4)實驗小組同學作出p-圖像,發(fā)現(xiàn)當氣體壓強增大到一定值后,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪的圖線偏離過原點的直線。若是因實驗裝置漏氣導致的偏離,則描繪的圖線可能如圖3的

(選填“①”或“②”)所示。。

質量AC<②(1)實驗中,每次注入水銀時都需要緩慢注入,其目的是

。

(2)根據(jù)上述條件可