为什么水分子间酒精和水的表面张力力比酒精分子大

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-11-05 04:40 标签： 酒精的表面张力
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油膜法估测分子大小实验中的若干问题的探究
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。 为什么要配制一定浓度的油酸溶液？ 问题 1：为什么要配制一定浓度的油酸溶液 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(每 0. 4cm3 的油酸大约有 100 滴) ，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。 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 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。油酸酒精溶液滴入水中后，发现油膜的面积开始比较大 紧接着迅速变小， 问题 3：油酸酒精溶液滴入水中后 发现油膜的面积开始比较大 紧接着迅速变小 油酸酒精溶液滴入水中后 发现油膜的面积开始比较大，紧接着迅速变小 然后稳定下来，这是为什么 然后稳定下来 这是为什么？ 这是为什么 油酸溶液中含有大量的酒精，油酸溶液滴入水中后，开始在水面形成的液膜的面积 比单纯的油膜面积要大，随着酒精在水中的溶解和在空气中的蒸发，最后显示出的油膜 面积会缩小。 这也可用实验来验证，换用体积比相差很大的不同的油酸溶液重复实验， 可以发现油膜的这种收缩现象有明显的差别，当降低油酸溶液的浓度后，这种收缩现象 会加强;增大油酸溶液的浓度后，这种收缩现象会减弱;如果用纯油酸，很难观察到这种 收缩现象。 把装有油酸溶液的注射器的针头接近洒有滑石粉的水面时，水面上的粉屑 问题 4：把装有油酸溶液的注射器的针头接近洒有滑石粉的水面时 水面上的粉屑 把装有油酸溶液的注射器的针头接近洒有滑石粉的水面时 就开始以针头下方的中心向外移动，油滴还未滴入水中 为什么粉屑就有明显的移动 就开始以针头下方的中心向外移动 油滴还未滴入水中，为什么粉屑就有明显的移动 油滴还未滴入水中 呢？ 这种细微的现象要在实验室温度较高时才容易观察到。 针头上汽化的酒精蒸气扩散 到下方的水面上，从而使这部分水的表面张力变小，在周围水面表面张力的作用下，粉 屑向外移动。如果用塑料帽套在针头上，这种现象就观察不到了；如果注射器中吸入的 是水，也观察不到这种现象；在注射器中吸入纯的酒精，当针头靠近液面时，粉屑又向 外移动开去。 为什么油膜表面看起来很昏暗呢？ 问题 5：为什么油膜表面看起来很昏暗呢 为什么油膜表面看起来很昏暗呢 油酸铺到水面形成单分子膜时，会发生干涉现象，由于单分子膜的厚度非常薄，从 油膜上下表面反射的光发生相消干涉，光的强度减弱，因此油膜看起来比较昏暗，在实 验中即使不用滑石粉，由于油膜比水面暗些，仔细观察也能将油膜和水面分开。如果油 酸不稀释，直接滴入水中，还会在油面上观察到彩色的花纹，这是因为油酸过多时，它 在扩散过程中会使得油膜太厚且厚度不均匀，白光照在厚度不均匀的油膜上，会发生不 同频率的相长干涉和相消干涉，于是在油膜上就出现了彩色的花纹。 上述的一些现象和问题，在我们老师看来可能是意料之外的，正是这些意料之外的 现象和问题， 却往往被那些善于观察和思考的同学所发现， 每当他们问起这些“题外话”， 我们老师是不是也要履行“解惑”的职责呢？有人说，意料之外的现象才是未知世界送出 的橄榄枝，只有抓住它，才会有惊人的回报、持续的发现。从实验中的奇异现象入手， 发展学生的科学探索兴趣，不也是落实新课程目标的一条途径吗。
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液体表面张力与液体种类的关系 希望能举例说明为什么水和乙醇的表面张力差距很大
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影响液体的表面张力的因素：【内在因素】：无机液体的表面张力比有机液体的表面张力大的多；----也就是说液体表面张力跟液体的种类有关,可能是跟液体的【分子结构】有关.水的表面张力72.8mN/m(20℃)； 　　有机液体的表面张力都小于水； 　　含氮、氧等元素的有机液体的表面张力较大； 　　含F、Si的液体表面张力最小； 分子量大表面张力大； ------液体表面张力跟分子量的关系,可能理解为跟【液体密度】的关系.　　水溶液：如果含有无机盐,表面张力比水大；含有有机物,表面张力比水小.【外在因素】：温度升高表面张力减小； -----温度的变化也会引起液体密度的变化.　　压力和表面张力没有关系.　　注：液体（0度以上时）表面张力最弱的是酒精.总之,液体的表面张力,是液体本身的一种性质,主要有液体本身决定.
我们做实验的时候用的是水和10%的酒精，计算时两个用的都是水的密度，即使如此水的张力还是大酒精很多。这是为什么呢？表面张力和分子间作用力或分子结构有关吗
液体表面的分子之间的距离比液体内部分子之间的距离大，分子间的相互作用力主要表现为分子引力。表面张力跟分子引力有关。
水与酒精各自的分子间作用力都是伦敦力，氢键，双极子相互作用，水的密度又和10%的酒精差不多，不明白为什么实验结果谁是72而酒精是49.
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扫描下载二维码从一本书上看到的.举些例子(不知妥不妥当):如,水银温度计里的液面是凸的;若量筒里盛水,煤油,酒精的话,那液面就是凹的(试验中读数要求视线与液面凹处相切).那么,这是为什么呢?请大家指教~!
答：当水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱，结果附着层中的水银分子比水银内部稀疏，这时在附着层中就出现跟表面张力相似的收缩力，使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象，容器中装水银是凸面。
相反，水,煤油,酒精分子受到玻璃分子的吸引相对强，附着层里的分子就比液体内部更密，在附着层里就出现液体分子互相排斥的力，这时跟玻璃接触的表面有扩展的趋势，从而形成浸润现象，容器中装水,煤油,酒精是凹面。
其他答案（共4个回答）
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