• 您现在的位置: 中国兴华科学教育网 >> 科教资源 >> 科学备课室 >> 教材·教法·备课 >> 正文
    油膜法估测分子大小实验中的若干问题的探究
    作者:邓华 刘炳昇    文章来源:物理教师    点击数:    更新时间:2010-3-8

    (原载:《物理教师》,第28卷第3期,2007年)

    分子动理论是从微观角度认识热现象本质的基础理论高中物理课程标准要求认识分子动理论的基本观点知道其实验依据高中学生在学习分子动理论时他们首先提到的问题往往是既然物质是由分子组成的那么一个分子到底有多大呢如果老师回答说普通的分子是非常小的假如把它看成球形直径大约是10 - 10m这样回答还不能够满足学生的好奇心和求知欲而油膜法估测油酸分子大小的实验既能让学生感知分子的大小又能使学生体会估测法在物理学中威力和应用该实验的实施步骤和注意事项等教学内容在许多文章中已有详细的阐述本文重点讨论的是学生在实验过程中发现的一些奇异现象和提出的一些有趣问题而这些现象和问题往往容易被我们老师所忽视

    问题1为什么要配制一定浓度的油酸溶液

    在本实验中一般是由老师提供配制好的油酸酒精溶液并告诉学生油酸和酒精的体积比是多少这样可以节省实验时间 学生通常会问为什么不直接用油酸老师就可以趁这个机会向学生介绍估测法在该实验中的应用渗透科学方法的教育 现在已经知道分子的直径大约是10 - 10m而一滴油酸的体积注射器5 号针头下的大约有4 ×10 - 3cm3(0. 4cm3 的油酸大约有100 ) 如果这滴油酸铺成单分子膜膜的面积是 实验室没有这么大的盆做起实验来很不方便因此要稀释实验室提供的盆的面积一般是30cm ×30cm = 900cm2 如果要将整个盆铺满所需油酸的体积大约是V 2 =S2 d = 900 cm2 ×10 - 7cm  9 ×10 - 5cm3    这是我们按普通的分子大小估算出的体积比而实际上油酸的分子比普通分子大些而且考虑到油酸的浓度对测量结果的影响当油酸的浓度越小时油酸形成单分子膜后分子间的间隙越大分子占据的面积越大使得测量值远小于真实值在本实验中油酸酒精的体积比选择1/ 200 较为合适

    问题2油酸溶液滴入水中后水面上的滑石粉为什么会迅速扩散开

    油酸是一种有机酸分子式为C17 H33COOH它的分子可以看作一圆柱模型一端是羧基- COOH与水有很强的亲和力而被水吸引另一端- C17 H33与水没有亲和力要冒出水面因此油酸滴到水面后趋于均匀的扩散到水面同时油酸滴到水中后降低了水的表面张力系数油酸所在处的表面张力小于油酸未到处的表面张力滑石粉在周围水的表面张力的作用下迅速聚集成一条轮廓线此时的液面有点像一面绷紧的橡皮膜橡皮膜的中间一旦破裂开后将迅速向两边收拢类似的现象可以从下列简单的实验中观察到把两根火柴平行放在静止的水面上在两根火柴的中间滴上一滴油酸溶液火柴会向两边分开如果用洗涤剂代替油酸溶液火柴棒也会分开这是因为洗涤剂也会降低火柴间液体的表面张力火柴在另外两边表面张力的作用下被拉开

    [1] [2] 下一页


    刘炳昇教授专栏
    最近更新
    更多同类文章
    没有相关文章
    网友评论:(只显示最新10条。评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!)
    姓名: E-mail:
    评分: 1分 2分 3分 4分 5分
    内容:
    验证码: