题目内容

10.利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数,把密度为ρ=0.8×103kg/m3的某种油用滴管滴出一滴在水面上形成油膜,已知这一滴油的体积为V=0.3×10-3cm3,形成油膜的面积为S=0.5㎡,油膜的摩尔质量为M=0.06kg/mol,把油膜看成单分子层,每个分子看成球形,求:
(1)油分子的直径为多少?
(2)该油膜中分子的总数为多少?
(3)由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数NA是多少?要求先列出计算式,再代入数据计算,结果保留一位有效数字.

分析 (1)根据油膜法测分子直径的原理可求出油分子的直径.
(2)根据圆的面积公式,即可求得一个分子的面积,结合油膜的面积,即可求解个数;
(3)根据油的摩尔质量和密度算出其摩尔体积,然后求出每个油分子的体积,即可正确解答本题.

解答 解:(1)油分子的直径:d=$\frac{V}{S}$=$\frac{0.3×1{0}^{-3}×1{0}^{-3}}{0.5}$m=6×10-10 m
(2)由题意可知,一个分子的面积为S0=$\frac{π{d}^{2}}{4}$;
而油膜的面积为S=0.5㎡,
因此油膜中分子的总数N=$\frac{S}{{S}_{0}}$=$\frac{0.5}{\frac{1}{4}×π×(6×1{0}^{-10})^{2}}$=1×109个;
(3)油的摩尔体积为:VA=$\frac{{M}_{A}}{ρ}$
每个油分子的体积为:V0=$\frac{π{d}^{3}}{6}$
所以,阿伏加德罗常数为:NA=$\frac{{V}_{A}}{{V}_{0}}$
联立以上各式解得:NA=$\frac{6{M}_{A}}{π{d}^{3}ρ}$
带入数值解得:NA=6×1023mol-1.
故粗略测出阿伏加德罗常数NA是:NA=6×1023mol-1
答:(1)油分子的直径为6×10-10 m;
(2)该油膜中分子的总数为1×109个;
(3)由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数NA是6×1023mol-1.

点评 明确分子球模型和立方体模型的应用,知道阿伏伽德罗常数的含义和有关运算.注意建立正确的物理模型是解题的关键.

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