Как определить способом рядов диаметр молекулы 7 класс

Темы исследований

Оформление работы

Исследовательские работы и проекты

Способы определения размеров молекул

Определение размеров молекул

1 способ. Основан на том, что молекулы вещества, когда оно находится в твердом или жидком состоянии, можно считать плотно прилегающими друг к другу. В таком случае для грубой оценки можно считать, что объем V некоторой массы m вещества просто равен сумме объемов содержащихся в нем молекул. Тогда объем одной молекулы мы получим, разделив объем V на число молекул N.

Отсюда объем V0 одной молекулы определяется из равенства

В это выражение входит отношение объема вещества к его массе.

Обратное же отношение

есть плотность вещества,

так что

Плотность практически любого вещества можно найти в доступных всем таблицах. Молярную массу легко определить, если известна химическая формула вещества.

Объем одной молекулы, если считать ее шариком, равен
,
где r — радиус шарика.

Первый из этих двух корней — постоянная величина, равная ≈ 7,4 · 10-9 моль 1/3, поэтому формула для r принимает вид .

Например, радиус молекулы воды, вычисленный по этой формуле, равен rВ ≈ 1,9 · 10-10 м.

Описанный способ определения радиусов молекул не может быть точным уже потому, что шарики нельзя уложить так, чтобы между ними не было промежутков, даже если они соприкасаются друг с другом. Кроме того, при такой «упаковке» молекул – шариков были бы невозможны молекулярные движения. Тем не менее, вычисления размеров молекул по формуле, приведенной выше, дают результаты, почти совпадающие с результатами других методов, несравненно более точных.

2 способ. Метод Ленгмюра и Дево. В данном методе исследуемая жидкость должна растворяться в спирте (эфире) и быть легче воды, не растворяясь в ней. При попадании капли раствора на поверхность воды спирт растворяется в воде, а исследуемая жидкость образует пятно площадью S и толщиной d (порядка диаметра молекул).

Если допустить, что молекула имеет форму шара, то объем одной молекулы равен:

где d – молекулы.

Необходимо определить диаметр молекулы d. В микропипетку набрать 0,5 мл раствора и, расположив ее над сосудом, отсчитать число капель n, содержащихся в этом объеме. Проделав опыт несколько раз, найти среднее значение числа капель в объеме 0,5 мл, а затем подсчитать объём исследуемой жидкости в капле: , где n – число капель в объеме 0,5 мл, 1:400 – концентрация раствора.

В ванну налить воду толщиной 1 – 2 см. Насыпать тальк тонким слоем на лист бумаги, ударяя слегка пальцем по коробочке. Расположив лист бумаги выше и сбоку от ванны на расстоянии 10 – 20 см, тальк сдуть с бумаги. На поверхность воды в ванне из пипетки капнуть одну каплю раствора. Линейкой измерить, средний диаметр образовавшегося пятна D и подсчитываю его площадь. Опыт повторить 2- 3 раза, а затем подсчитать диаметр молекул d.

Объём капли масла можно определить следующим образом: накапать 100 капель из капилляра в сосуд и измерить массу масла в нём. После этого массу, выраженную в килограммах, поделить на плотность масла, которую можно взять из таблицы плотности некоторых веществ (плотность масла растительного 800 кг/м3).

Затем полученный результат поделить на количество капель. Объём капли можно определить также с помощью мерного цилиндра: накапать масло в цилиндр, измерить его объём в см3 и перевести в м3, для чего поделить на 1000000, затем на количество капель масла. После того, как объём капли стал известен нужно капнуть одну каплю масла на поверхность воды, которая налита в широкий сосуд.

Для ускорения реакции предварительно немного нужно нагреть воду – приблизительно до 400С. Масло начнёт растекаться, и в результате получится круглое пятно. После того, как пятно перестанет расширяться, с помощью линейки измерить его диаметр и рассчитать площадь пятна по формуле:

Практическое получение наночастиц

В современном мире в связи с общей тенденцией к миниатюризации большими темпами стала развиваться такая наука, как нанотехнология. Методы нанотехнологии позволяют получить принципиально новые устройства и материалы с характеристиками, значительно превосходящими их современный уровень, что весьма важно для интенсивного развития многих областей техники, биотехнологии, медицины, охраны окружающей среды и др.

Ход работы:

1) Определение объёма капли

=14,13 мм3;

2) Определение объёма капли путём взвешивания.

1. На весы накапали 10 капель растительного масла, измерили массу

Масса 1 капли m1=0,2 г/10=0,02 г
Определение объёма капли V=m1/q=0,01г/0,8 г/см3=13 мм3

3) Определяем площадь пятна Sмасла=ПR2=11304 мм2

4) Площадь пятна нефти Sнефти=20*16=32000 мм2

5) Определяем толщину плёнки h=V/S

Для масла h=13/11304=1,2*10-7=120 нм

Для нефтиh=13/32000=4*10-8 м=40 нм

Вывод: В лабораторных условиях можно получать нанопленки

Источник

Методическая разработка урока физики в 7 классе «Лабораторная работа №2 « Измерение размеров малых тел »»
методическая разработка по физике (7 класс) на тему

Методическая разработка может быть использована для проведения лабораторных работ по физике в 7 классе.

Скачать:

Вложение	Размер
laboratornaya_rabota_no_2_7_klass.pptx	2.88 МБ
laboratornaya_rabota_no2.docx	28.04 КБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Как определить диаметр проволоки ?

Чтобы измерить диаметр проволоки, намотали вплотную на карандаш 10 витков из неё. Длина из этих витков проволоки равна l = 19 мм. Определите диаметр проволоки.

Как определить толщину монеты ?

Способ, которым вы определили диаметр проволоки и толщину монеты, называется способом рядов . Именно этим способом вы будете определять размеры малых тел.

Лабораторная работа №2 Определение размеров малых тел способом рядов. Домашнее задание: оформить лабораторную работу № 2, повторить § 7, 8

Лабораторная работа №2 Определение размеров малых тел способом рядов Цель работы: Научиться измерять размеры малых тел; научиться выполнять измерения способом рядов. Оборудование: линейка горох пшено проволока

Правила техники безопасности. Не берите в рот и не рассыпайте мелкие предметы по столу и полу. Будьте осторожны с иголкой. На столе не должно быть никаких посторонних предметов.

1. Изучите шкалу линейки. Определите цену деления. Ход работы

2. Определите способом рядов диаметр горошины. Для этого положите в плотную к линейке 15 горошин в ряд. Измерьте длину ряда и вычислите диаметр одной горошины.

20 0 10 30 40 Количество Длина ряда Диаметр 1 горошины = Длина ряда Количество горошин

– диаметр горошины, мм – длина ряда горошин, мм – количество горошин в ряду

20 0 10 30 40 Количество Длина ряда Диаметр 1 горошины = Длина ряда Количество горошин б) Измерения проведите не менее 3 раз. Для этого составляйте ряды с разным количеством частиц (10,20)

20 0 10 30 40 Количество Длина ряда Диаметр 1 горошины = Длина ряда Количество горошин Полученные значения запишите в таблицу

Тело № опыта Кол-во частиц в ряду Длина ряда, мм размер частицы мм среднее значение размера частицы мм м горох 1 10 2 15 3 20 пшено 1 10 2 15 3 20 молекула На фото Истин. размер 1 10 2 15 3 20 Вычислите среднее значение измеряемой величины.

– измеряемый диаметр – диаметр горошины, мм – погрешность измерений, мм ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ Запишите значения в таблицу с учетом погрешности.

3. Определите таким же способом размер крупинки пшена. – диаметр крупинки пшена, мм – длина ряда крупинок пшена, мм – количество крупинок в ряду

Рассмотрите фотографию атомов золота (рис. 178 стр. 161) в учебнике.

Определите аналогично с предыдущим заданием размеры частиц.

– диаметр молекулы на фотографии, мм – длина ряда молекул, мм , – количество молекул в ряду

Определите истинный размер молекулы – истинный размер молекулы, мм – диаметр молекулы на фотографии, мм Увеличение на фотографии равно 70000 , значит истинный размер молекулы в 70000 раз меньше, чем на фото. Данные измерений и вычислений запишите в таблицу.

Дополнительное задание. Предложите способ измерения диаметра нити и опишите его. Измерьте диаметр нити в катушке..

5. Сделайте соответствующий вывод. Сегодня на лабораторной работе я научился … (см. цель работы)

Огромное спасибо коллегам , в частности Бахтиной Ирине Владимировне , за предоставленные материалы. Их опыт и элементы разработок я с удовольствием использовала для создания этой презентации. Надеюсь , что наш совместный труд будет полезен и коллегам и обучающимся. Удачи в познании удивительной науки-Физика! С уважением, Иванова И.В.

Предварительный просмотр:

Лабораторная работа № 2

Измерение размеров малых тел

Цель работы : Научиться измерять размеры малых тел; научиться выполнять измерения способом рядов.

Приборы и материалы : линейка, горох, пшено, иголка, тонкая проволока.(нить)

Правила техники безопасности .

Не берите в рот и не рассыпайте мелкие предметы по столу и полу. Будьте осторожны с иголкой. На столе не должно быть никаких посторонних предметов.

Тренировочные задания и вопросы

1.Можно ли с помощью линейки точно измерить диаметр проволоки,

нити, волоса? Почему?

2.Как меняется объем тела при нагревании и охлаждении? Почему?

3.Можно ли сказать, что объем газа в сосуде равен сумме объемов его

4.Равны ли размеры молекул одинаковых веществ, находящихся в

составе других веществ(например: молекула воды в молоке, лимонаде)

Порядок выполнения работы

1. Изучите шкалу линейки. Определите цену деления.

2. Определите способом рядов диаметр горошины.

а) Положите в плотную к линейке 15 горошин в ряд. Измерьте длину ряда и вычислите диаметр одной горошины.

б) Измерения проведите не менее 3 раз. Для этого составляйте ряды с

разным количеством частиц (10,20)

в) Полученные значения запишите в таблицу

г) Вычислите среднее значение измеряемой величины. Запишите в

таблицу с учетом погрешности.

3. Аналогичным способом определите диаметр пшена.

– диаметр крупинки пшена, мм
– длина ряда крупинок пшена, мм
– количество крупинок в ряду

Полученные значения запишите в таблицу

4. Рассмотрите фотографию атомов золота (рис. 178 стр. 161) в учебнике.

а) Определите аналогично с предыдущим заданием размеры частиц.