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高中物理:油膜法测分子大小解题步骤

用油膜法测分子大小方面的实验计算题,是高中物理选修3-3中典型的计算题 ,经常考查。以下面的例题来说明解题思路、方法、步骤。        例题:在用油膜法估测分子大小的实验中,将油酸溶于酒精,其浓度为每104 mL(10的4次方,下同)溶液中有6mL油酸,用注射器测得1mL上述溶液有75滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如下图所示,坐标中正方形方格的边长为1cm。试求:(1)油酸膜的面积是多少cm2?(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径。
工具/原料
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油膜法测分子大小典题

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解题步骤

一、思路分析
1

采用估算的方法求油膜的面积,通过数正方形的个数就行。面积超过正方形一半算一个,不足一半的舍去不计。数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积,近似算出油酸膜的面积。

2

根据油酸酒精浓度,和1滴油酸酒精溶液的体积,按比例算出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。

3

把油酸分子看成球体,认为分子紧密排列,油膜的厚度约等于油酸分子的直径d。由d=V/S,求出油酸分子的直径。

二、分步解析
1

(1)数正方形的个数面积超过正方形一半的正方形的个数约为140个,则油酸膜的面积约为S=140cm2。

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(2)算纯油酸的体积纯油酸的体积=1滴酒精油酸溶液体积×浓度。每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积V=(1mL/175)×(6/10000)=8×10−6mL。

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(3)计算油酸分子直径把油酸分子看成球体,且不考虑分子的间隙,则油酸分子直径d=V/S=≈6×10−10m。

注意事项

考点:用油膜法估测分子大小的计算方法。

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