油酸酒精溶液的濃度為每1000ml油酸酒精溶液中有油酸0.6ml,用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液,量筒中的溶液體積增加1ml,若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中,由于酒精溶于水,油酸在水面展開,穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示.
(1)若每一小方格的邊長為25mm,則油酸薄膜的面積約為
4.4375×10-2
4.4375×10-2
m2;
(2)第一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為
1.2×10-11
1.2×10-11
m3;
(3)由以上數(shù)據(jù),估算出油酸分子的直徑
2.7×10-10
2.7×10-10
m.
分析:(1)采用估算的方法求油膜的面積,通過數(shù)正方形的個數(shù):面積超過正方形一半算一個,不足一半的不算,數(shù)出正方形的總個數(shù)乘以一個正方形的面積,近似算出油酸膜的面積;
(2)根據(jù)濃度按比例算出純油酸的體積;
(3)把油酸分子看成球形,且不考慮分子間的空隙,油膜的厚度近似等于油酸分子的直徑,由d=
V
S
可以求出直徑大。
解答:解:(1)面積超過正方形一半的正方形的個數(shù)為71個
則油酸膜的面積約為S=71×2.5×2.5cm2=443.75cm2=4.4375×10-2m2
故答案為:4.4375×10-2
(2)每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積:V=
0.6
1000×50
=1.2×10-5ml
=1.2×10-11m3
故答案為:1.2×10-11
(3)把油酸分子看成球形,且不考慮分子間的空隙,因此其直徑為:
d=
V
S
=
1.2×10-11m3
4.4375×10-2m2
=2.7×10-10m

故答案為:2.7×10-10
點評:本實驗的模型是不考慮油酸分子間的空隙,采用估算的方法求面積,肯定存在誤差,但本實驗只要求估算分子大小,數(shù)量級符合要求就行了.計算時注意單位的換算.
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相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

在做“用油膜法估測分子大小”的實驗時,油酸酒精溶液的濃度為每1000ml,溶液中有純油酸1ml,用注射器測得1mL上述溶液有200滴,把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,測得油酸膜的近似輪廓如圖所示,圖中正方形小方格的邊長為1cm,則每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是
5×10-6
5×10-6
mL,油酸膜的面積是
40
40
cm2.根據(jù)上述數(shù)據(jù),估測出油酸分子的直徑是
1.25×10-9
1.25×10-9
m.利用單分子油膜法可以粗測分子的大小和阿伏加德羅常數(shù),如果已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S,這種油的密度為ρ,摩爾質(zhì)量為M,則阿伏加德羅常數(shù)的表達式為
6M
ρπd3
6M
ρπd3

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科目:高中物理 來源: 題型:

在做“用油膜法估測分子大小”的實驗時,油酸酒精溶液的濃度為每10000mL溶液中有純油酸1mL,用注射器測得1mL上述溶液有40滴,把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,測得油酸膜的近似輪廓如圖所示,圖中正方形小方格的邊長為1cm,則油膜的面積
40
40
為cm2,每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是
2.5×10-6 mL
2.5×10-6 mL
mL.

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科目:高中物理 來源: 題型:

做“用油膜法估測分子的大小”實驗時,我們是將每一個油酸分子視為
球體
球體
模型,讓油酸分子盡可能散開形成單分子油膜,這層油膜的厚度可以視為油酸分子的
直徑
直徑
.在一次實驗操作中,所用油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸1mL,用注射器測得1mL上述溶液有80滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓,再把玻璃板放在坐標紙上,其形狀和尺寸如圖所示,坐標中正方形方格的邊長為2cm,則油膜的面積為
228
228
cm2;每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為
1.25×10-5
1.25×10-5
mL;按以上實驗數(shù)據(jù)可估測出油酸厚度為
5×10-10
5×10-10
m(厚度的數(shù)值保留一位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時,所用的油酸酒精溶液的濃度為a,測量中,某位同學測得如下數(shù)據(jù):測得體積為V的油酸酒精溶液共有N滴;油滴面積為S,則:
(1)用以上物理量的符號表示計算分子直徑大小的公式為:d=
Va
NS
Va
NS

(2)該同學實驗中最終得到的計算結(jié)果和大多數(shù)同學的比較,發(fā)現(xiàn)自己所測數(shù)據(jù)偏大,則對出現(xiàn)這種結(jié)果的原因,下列說法中可能正確的是
ACD
ACD

A.錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進行計算
B.計算油膜面積時,錯將不完整的方格作為完整方格處理
C.計算油膜面積時,只數(shù)了完整的方格數(shù)
D.水面上痱子粉撒得較多,油膜沒有充分展開.

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科目:高中物理 來源: 題型:

“用油膜法估測分子的大小”的實驗中,所用油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6mL,用注射器測得1mL上述溶液為75滴.把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用筆在玻璃板上描出油膜的輪廓形狀,再把玻璃板放在坐標紙上,其形狀和尺寸如圖所示,坐標中正方形方格的邊長為1cm,數(shù)得油酸膜分布格子數(shù)是115個,試求:
(1)油酸膜的面積是
115
115
cm2
(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是
8×10-6
8×10-6
mL.(取1位有效數(shù)字)
(3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測油酸分子的直徑為
7×10-10
7×10-10
m.(取1位有效數(shù)字)
(4)利用單分子油膜法可以粗測分子的大小和阿伏加德羅常數(shù).如果已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S,這種油的密度為ρ,摩爾質(zhì)量為M,則阿伏加德羅常數(shù)的表達式為
NA=
6MS3
πρV3
NA=
6MS3
πρV3

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