第3講實驗19：用油膜法估測油酸分子的大小實驗20：探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關系第十五章熱學目標要求1.知道油膜法估測分子大小的原理。2.掌握用油膜法估測油酸分子大小的方法。3.學會探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關系。4.會用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)?？键c1實驗：用油膜法估測油酸分子的大小考點2實驗：探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關系內(nèi)容索引溫馨提示:點擊標題鏈接相關內(nèi)容實驗：用油膜法估測油酸分子的大小贏在微點物理大一輪考點1

(2)單分子油膜：認為油酸分子一個挨一個的排列，形成單分子油膜,油膜的厚度即等于油酸分子的直徑。2.實驗器材。盛水淺盤、注射器(或滴管)、容量瓶、坐標紙、玻璃板、爽身粉、量筒、彩筆等。3.操作步驟。(1)用滴管(或注射器)將油酸酒精溶液滴入量筒，數(shù)出每毫升油酸酒精溶液的滴數(shù)，算出每滴液滴體積的平均值。(2)把洗干凈的淺盤水平放置，倒入約2cm深的水。用紗網(wǎng)(或粉撲)將適量的爽身粉(或石膏粉)輕輕撒在水面上。(3)用滴管(滴管距離水面約1cm)將一滴油酸酒精溶液輕輕滴入水面中央，待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描下油酸膜的形狀。(4)將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，計算輪廓范圍內(nèi)正方形小方格的個數(shù)(不足半格的舍去，多于半格的算一個格)，估測出油膜的面積，估算油酸分子的直徑。(5)清洗淺盤，擦去玻璃板上的油膜輪廓線，重復做2至3次實驗。4.誤差分析。(1)純油酸體積的計算引起誤差。(2)對油膜形狀畫線時帶來誤差。(3)數(shù)格子法是一種估算方法，會帶來誤差。5.注意事項。(1)實驗前，必須將所有的實驗用具擦洗干凈。實驗時，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分別專用，不能混用，否則會增大實驗誤差。(2)爽身粉和油酸的用量都不能太大，否則不易成功。(3)油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜，不宜長時間放置。(4)淺盤中的水離盤口面的距離應較小，并要水平放置，以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應與板面垂直。(5)油酸在水面上形成油膜時先擴散后收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓。擴散后又收縮的原因有兩個：一是水面受液滴沖擊凹陷后又恢復；二是酒精揮發(fā)后，油膜回縮。(6)滴油酸酒精溶液的滴口應在離水面1cm之內(nèi)，否則油膜難于形成。(7)因為水和油酸都是無色透明的液體，所以要用爽身粉來顯示油膜的邊界。注意要從盤的中央加爽身粉。由于加爽身粉后水的表面張力系數(shù)變小，水將粉粒拉開，同時粉粒之間又存在著排斥作用，爽身粉會自動擴散至均勻。這樣做，比將爽身粉撒在水面上的實驗效果要好；撒爽身粉后，不要再觸動盤中的水。(8)當重做實驗時，水從盤的一側邊緣倒出，在這側邊緣會殘留油酸。為防止影響下次實驗時油酸的擴散和油膜面積的測量，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔。(9)本實驗只要求估算分子的大小，實驗結果數(shù)量級符合要求即可?！镜淅?】油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖所示。若每一小方格的邊長為25mm。(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為

模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為

油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的

。圖中油酸膜的面積為

m2；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積為

m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑為

m。(均保留2位有效數(shù)字)

球體單分子直徑4.3×10-21.2×10-112.8×10-10(2)某同學在實驗過程中，在距水面約2cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，這是為什么呢?請寫出你分析的原因：

。

①水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復水平，因此油膜的面積擴張；②油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā)，使液面收縮

解析實驗：探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關系贏在微點物理大一輪考點21.實驗原理?？刂茪怏w的質(zhì)量和溫度不變，探究氣體壓強與體積的關系。如圖所示，氣體的壓強p可以從儀器上方的壓力表讀出，空氣柱的長度l可以在玻璃管側的刻度尺上讀出，空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V，探究pV是否在誤差允許的范圍內(nèi)不變。2.實驗器材。鐵架臺、注射器、橡膠套、壓力表等。3.操作步驟。(1)安裝實驗裝置，將其固定在鐵架臺上。(2)在活塞底部套上橡膠套，將一定質(zhì)量的空氣封閉在玻璃管中，記錄空氣柱的初始長度和壓力表的初始示數(shù)。

5.注意事項。(1)為了確保封閉氣體的質(zhì)量不變，實驗中使用的注射器柱塞上需要涂抹潤滑油。(2)為了確保封閉氣體的溫度不變，實驗中需要緩慢移動柱塞，并且不能用手握住注射器封閉氣體部分。(3)空氣柱的體積不宜過小?！镜淅?】

(2025·麗江模擬)如圖甲為“探究一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變的條件下壓強與體積的關系”的裝置，導熱性能良好的注射器中用橡膠套和柱塞封閉一段空氣柱，空氣柱的體積V可以通過刻度讀取，空氣柱的壓強p可以從與注射器內(nèi)空氣柱相連的氣壓計讀取。把柱塞向下壓或向上拉，讀取幾組空氣柱的體積與對應的壓強數(shù)據(jù)。(1)(多選)關于該實驗操作，下列說法正確的是

(填選項字母)。

A.推拉柱塞時應盡量緩慢B.推拉柱塞時不可手握注射器筒上空氣柱部分C.若實驗中橡膠套脫落，可立即裝上并繼續(xù)本次實驗AB(2)測得多組空氣柱的壓強p和體積V的數(shù)據(jù)后，為了直觀看出一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的條件下壓強與體積的關系，若以p為縱坐標，則應以

(用字母表示)為橫坐標建立坐標系并描點作圖；在不斷壓縮氣體過程中，將測得的數(shù)據(jù)在剛才建立的坐標系中描點后用平滑曲線連接，得到的圖像如圖乙中實線所示，則出現(xiàn)這種情況的可能原因是

(寫出一種即可)。

漏氣(或者環(huán)境溫度降低)(1)為減小實驗誤差，推拉柱塞時應盡量緩慢，以防止柱塞移動太快，氣體的溫度產(chǎn)生變化，A項正確；推拉柱塞時不能用手握注射器筒上空氣柱部分，以防止空氣溫度產(chǎn)生變化，B項正確；若實驗中橡膠套脫落，氣體的質(zhì)量變化，需重新做實驗，C項錯誤。解析

解析【典例3】

(2023·山東卷)利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過塑料管與壓強傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強p和體積V(等于注射器示數(shù)V0與塑料管容積ΔV之和)，逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。

B2.04×105(3)某組同學進行實驗時，一同學在記錄數(shù)據(jù)時漏掉了ΔV，則在計算pV乘積時，他的計算結果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學的計算結果之差的絕對值會隨p的增大而

(填“增大”或