高中物理 1.2 測(cè)量分子的大小課件 粵教版選修3-3.ppt

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,第一章 分子動(dòng)理論 第二節(jié) 測(cè)量分子的大小,高中物理選修3-3粵教版,目標(biāo)定位 1.理解用油膜法測(cè)量分子大小的原理，學(xué)會(huì)利用宏觀量測(cè)定微觀量數(shù)量級(jí)的方法 2.通過(guò)用油膜法測(cè)定分子大小的實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用理想化模型來(lái)處理實(shí)際問(wèn)題 3.通過(guò)探究學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)素養(yǎng),一、實(shí)驗(yàn)原理 1理想化：把很小的一滴油酸滴在水面上，水面上會(huì)形成一塊 油酸薄膜，薄膜是由 的油酸分子組成的 2模型化：在估測(cè)油酸分子大小的數(shù)量級(jí)時(shí)，可以把它簡(jiǎn)化 為 ，認(rèn)為油膜的 就是油酸分子的直徑 3測(cè)量：油膜的厚度就等于油酸分子的 ，即d .,預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué),單層,球形,厚度,直徑,二、實(shí)驗(yàn)器材 注射器(或滴管)、 、淺盤(pán)、 、痱子粉或細(xì)石 膏粉、水、酒精、油酸、彩筆、 ,小量筒,玻璃板,坐標(biāo)紙,一、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)分子的大小油酸的分子式為C17H33COOH，它的一個(gè)分子可以看成由兩部分組成：一部分是C17H33，另一部分是COOH.其中COOH對(duì)水有很強(qiáng)的親和力，當(dāng)把一滴用酒精稀釋過(guò)的油酸滴在水面上時(shí)，油酸就在水面上散開(kāi)(其中的酒精溶于水中并很快揮發(fā))，在水面上形成近似圓形的一層純油酸薄膜，如圖121(甲)所示,課堂講義,課堂講義,其中C17H33一部分冒出水面，而COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一個(gè)單分子層油膜，如圖121(乙)所示,圖121,課堂講義,課堂講義,二、實(shí)驗(yàn)器材 已稀釋的油酸若干毫升(體積配比為1200)；淺盤(pán)一只(30 cm40 cm)；注射器(或滴管)1支；帶方格的透明塑料蓋板1塊；量筒1個(gè)；彩色水筆1支；痱子粉(或石膏粉)(帶紗網(wǎng)或粉撲),課堂講義,三、實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù) (1)用注射器或滴管將老師事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)增加一定體積(例如1 mL)時(shí)的滴數(shù)計(jì)算出每滴液滴體積的平均值，如圖122(A),圖122,課堂講義,(2)如圖122(B)所示，在水平放置的淺盤(pán)內(nèi)倒入約2 cm深的水，用紗網(wǎng)(或粉撲)將適量痱子粉輕輕撒在水面上 (3)如圖122(C)所示 ，用滴管將一滴油酸溶液輕輕滴入水面中央，待油膜形狀穩(wěn)定后，在淺盤(pán)上蓋上塑料蓋板，用彩筆描出油膜的邊緣輪廓，如圖122(D)所示 (4)將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的塑料板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S.,課堂講義,課堂講義,課堂講義,(2)式中的S是滴入水中后純油酸形成的油膜面積，其大小用坐標(biāo)紙上對(duì)應(yīng)的格數(shù)來(lái)計(jì)算，數(shù)格時(shí)，不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算1個(gè) 2實(shí)驗(yàn)結(jié)論：分析得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出這樣的結(jié)論：油酸分子直徑的數(shù)量級(jí)是1010 m.,課堂講義,五、注意事項(xiàng) 1痱子粉不要撒得太多，只要能夠幫助看清油膜邊界即可 2滴入油酸溶液時(shí)，一定要細(xì)心，不要一下滴得太多，使油膜的面積過(guò)大 3待測(cè)油酸擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫(huà)輪廓 4利用坐標(biāo)紙求油膜面積時(shí)，以邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)時(shí)，大于半個(gè)的均算一個(gè) 5當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，水從盤(pán)的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)面會(huì)殘留油酸，用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去再用清水沖洗，這樣可保持盤(pán)的清潔,課堂講義,例1 用油膜法估測(cè)油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度0.1 mL的量筒、盛有適量清水的4550 cm2淺盤(pán)、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙 (1)下面是實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)所缺的步驟C. A用滴管將濃度為0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液時(shí)的滴數(shù)N,課堂講義,B將痱子粉均勻地撒在淺盤(pán)內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n C_ D將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，算出油酸薄膜的面積S cm2,課堂講義,(2)用已給的和測(cè)得的物理量表示單個(gè)油膜分子的直徑大小_(單位：cm),課堂講義,例2 在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6 mL，用注射器測(cè)得1 mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖123所示，坐標(biāo)紙中正方形小方格的邊長(zhǎng)為20 mm，則：,圖123,課堂講義,(1)油膜的面積是多少？ (2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？ (3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑是多少？ 答案 (1)2.32102m2 (2)1.2105mL (3)5.21010m,課堂講義,課堂講義,借題發(fā)揮 解答本題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確計(jì)算油膜所占的面積和純油酸的體積，數(shù)方格數(shù)時(shí)，不足半個(gè)格的舍去，大于半個(gè)格的算一個(gè)即“四舍五入”.,