Диаметр молекулы подсолнечного масла

                                      МБОУ СОШ №3

  Проект:  Диаметр молекулы подсолнечного масла

 Направление проекта: Определение размера молекулы      

                              подсолнечного масла

Автор:

ученица 10 «А» класса

Зелепукина Виктория

Руководитель:

Ивакина Елена Васильевна

учитель  физики

                                                 Усмань, 2012 г.

Оглавление:

1. Введение

1.1Из истории вопроса

1.2Актуальность темы исследования

1.3Цель и задачи исследования

1.4Гипотеза исследования

1.5Методы и объект исследования

2. Основная часть

               2.1 Определение диаметра молекулы

3. Вывод
4. Список литературы

1. Введение

1. Из теории вопроса

Молекула в современном понимании – это наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами. Молекула способна к самостоятельному существованию. Мысль о том, что вещество состоит из мельчайших частиц, первыми высказали еще в 5 –м веке до нашей эры древнегреческие философы Левкипп и Демокрит, которые утверждали, что в мире есть только атомы и пустота.

В качестве довода они привели, например, такой: вода, высыхая, дробится на такие мельчайшие части, которые совершенно недоступны для глаз.

Однако только через две с половиной тысячи лет после рождения атомной гипотезы – в  конце 20 –го  века – наука достигла уровня, когда ученые смогли увидеть атомы.

Самая маленькая молекула – одноатомная молекула гелия, имеет размер около 0,2 нм. Размер молекулы воды, состоящей из двух атомов водорода и одного атома кислорода, - около 0,3нм.

В одной чайной ложке воды содержится примерно столько же молекул воды, сколько чайных ложек воды содержится в мировом океане. Значит, чтобы пересчитать молекулы воды в чайной ложке, понадобилось бы столько же времени, сколько нужно для того, чтобы вычерпать чайной ложкой мировой океан!

В окружающем нас воздухе молекулы носятся со скоростями артиллерийских снарядов – сотни метров в секунду. Мы не ощущаем своей кожей отдельных ударов молекул потому, что массы молекул чрезвычайно малы, а дробь их ударов – очень частая. «Барабанная дробь» быстрых ударов крошечных молекул воспринимается как постоянное давления газа.

В начале 19 века английский ботаник Броун наблюдая в микроскоп крошечные частицы пыльцы растений, взвешенные в воде, обнаружил, что они пребывают в «вечной пляске», совершая непрестанное хаотическое движение. Ученый предположил, что наблюдаемое им движение – это движение живых существ, и повторил опыт с растолченными в мельчайшую пыль кусочками камня. Но и частички камня «плясали без умолку». Это «броуновское движение», как его называли, оставалось загадкой для ученых целых 50 лет.

Экспериментальное доказательство существования молекул первым наиболее убедительно дал французский физик Ж. Перрен в 1906 г. при изучении броуновского движения. Оно, как показал Перрен, является результатом теплового движения молекул – и ничем иным. Броуновское движение явилось первым опытным подтверждением молекулярного строение вещества: оно сыграло роль «мостика» между макро- и микромирами.

Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенной последовательности и определённым образом распределены в пространстве. Связи между атомами имеют различную прочность; она оценивается величиной энергии, которую необходимо затратить для разрыва межатомных связей.

Молекула как система, состоящая из взаимодействующих электронов и ядер, может находиться в различных состояниях и переходить из одного состояния в другое вынужденно (под влиянием внешних воздействий) или самопроизвольно. Для всех молекул данного вида характерна некоторая совокупность состояний, которая может служить для идентификации молекул. Как самостоятельное образование молекула обладает в каждом состоянии определенным набором физических свойств, эти свойства в той или иной степени сохраняются при переходе от молекул к состоящему из них веществу и определяют свойства этого вещества.

Обычно молекулой называют электрически нейтральную частицу. В веществе положительные ионы всегда сосуществуют вместе с отрицательными.

    По числу входящих в молекулу атомных ядер различают молекулы двухатомные, трехатомные и т.д. Если число атомов в молекуле превосходит сотни и тысячи, молекула называется макромолекулой. Сумма масс всех атомов, входящих в состав молекулы, рассматривается как молекулярная масса. По величине молекулярной массы все вещества условно делят на низко- и высокомолекулярные.

2. Актуальность темы исследования:

В этом учебном году я начала более подробно изучать молекулярную физику. Я узнала, что тела, которые нас окружают, состоят из мельчайших частиц – молекул. Меня заинтересовало, каковы размеры молекул. Из-за очень малых размеров молекулы нельзя увидеть невооруженным глазом или с помощью обыкновенного микроскопа. Мне захотелось на практике измерить диаметр молекулы подсолнечного масла.

3. Цель и задачи исследования:

Цель проекта: измерить диаметр молекулы подсолнечного масла.

Задачи проекта:

1) изучение теории вопроса;

2) измерить объем одной капли;

3) измерить диаметр молекулы;

4. Гипотеза исследования:

Гипотеза: Если капля масла перестала растекаться по поверхности, то толщина образовавшегося пятна равна диаметру молекулы.

5. Методы и объект исследования:

Объект исследования: капля подсолнечного масла

Методы исследования: лабораторный метод.

2. Основная часть

            Определение диаметра молекулы

Я нашла объем капли подсолнечного масла. Для этого я накапала 100 капель  масла в мерный цилиндр, измерила его объем, затем  поделила на количество капель масла, то есть на 100. Таким образом объем капли получился равным  2*10-8м3.

После того как объем капли стал известен, из того же капилляра капнула одну каплю на поверхность воды, которая налита в широкий сосуд.

Для ускорения процесса предварительно немного нагрела воду приблизительно до 40 градусов Цельсия. Масло растеклось по поверхности, и в результате получилось круглое пятно. После того как пятно перестало расширяться, с помощью линейки я измерила его диаметр и перевела его в метры. Диаметр пятна получился равным 12*10-3м.

После этого рассчитала площадь пятна по формуле  S=D2 π/4. Площадь пятна получилась равной 2,8*10-3м2.  Затем объем капли поделила на площадь пятна, на которое она растеклась d =V/S. Диаметр получился равным 7*10-6 м  - это и будет диаметр одной молекулы масла, поскольку считается, что оно растекается по воде до тех пор, пока толщина масляной пленки не станет равной одной молекуле.

Я предположила, что диаметр молекулы зависит от температуры. Я провела тот же опыт с нагретым до 60 градусов Цельсия маслом. Диаметр молекулы  оказался ,что соответствует диаметру первого опыта. Значит, диаметр молекулы не зависит от температуры.

3. Вывод

      Я провела опыт, в результате которого  нашла размер молекулы подсолнечного масла, он оказался 7*10-6м, а также доказала, что диаметр молекулы не зависит от температуры.

      Я сравнила полученный результат с диаметром молекулы оливкового масла из ученика по физике Г.Я. Мякишева, где диаметр молекулы равен 1,7*10-7 см. Я пришла к выводу, что выбрала не совсем подходящий  метод, так как в нем капля масла растеклась по поверхности жидкости слоем неравномерной толщины, то есть приняла форму линзы, у которой толщина в середине больше чем по краям. Я предполагаю, это можно объяснить явлением натяжения жидкости, а оно в данном методе не учитывалось. К сожалению, данный метод не позволил мне получить точный результат.

4. Список литературы:

1. Г.Я.Мякишев, Б.Б. Буховцев. Физика, - М., Просвещение 2005.

2. Перышкин А.В. Факультатвный курс физики, М.,1980.

3. Перышкин А.В., Гутник, Физика, 2006.

4. Генденштейн Л.Э., Физика,2005.

5. Дик Ю.И., Физика, 2003.