Question

2．在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，現有按體積比為n：m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個盛有約2cm深的水的淺盤，一支滴管，一個量筒．
請補充下述估測分子大小的實驗步驟：
（1）用滴管向量筒內加注N滴油酸酒精溶液，讀出其體積V（需測量的物理量自己用字母表示）．
（2）用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤，等油酸薄膜穩定后，將薄膜輪廓描繪在坐標紙上，如圖所示．（已知坐標紙上每個小方格面積為S，求油膜面積時，半個以上方格面積記為S，不足半個舍去）則油膜面積為8S．
（3）估算油酸分子直徑的表達式為D=$\frac{nV}{8NS（m+n）}$．

Answer 1

分析 掌握估算油膜面積的方法：所圍成的方格中，面積超過一半按一半算，小于一半的舍去．
在油膜法估測分子大小的實驗中，讓一定體積的純油酸滴在水面上形成單分子油膜，估算出油膜面積，從而求出分子直徑．

解答 解：（1）用滴管向量筒內加注N滴油酸酒精溶液，讀出其體積V．
（2）利用補償法，可查得面積為8S．
（3）1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為
V′=$\frac{V}{N}$×$\frac{n}{m+n}$，油膜面積S′=8S，由D=$\frac{V′}{S′}$，得
D=$\frac{nV}{8NS（m+n）}$．
故答案為：（1）用滴管向量筒內加注N滴油酸酒精溶液，讀出其體積V；（2）8S；（3）$\frac{nV}{8NS（m+n）}$．

點評 掌握該實驗的原理是解決問題的關鍵，該實驗中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一個挨一個，從而可以由體積與面積相除求出油膜的厚度，從而求出分子直徑．