Номер 5, страница 58 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 4. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Параграф 15. Броуновское движение. Движение молекул. Вопросы - номер 5, страница 58.

Условие.

5. Какой опыт позволяет оценить размер молекулы оливкового масла?

Решение.

Оценить размер молекулы оливкового масла позволяет опыт по его растеканию на поверхности воды до образования мономолекулярного слоя. Суть эксперимента заключается в следующем.

Ход эксперимента

В большой неглубокий сосуд с водой насыпают тонкий слой легкого порошка, например, талька. Это необходимо для визуализации границ масляного пятна. Затем на поверхность воды помещают каплю оливкового масла очень малого, но известного объема $\text{V}$. На практике для получения малого объема масла используют его раствор в летучем растворителе (спирте или эфире). После того как капля раствора попадает на воду, растворитель быстро испаряется, а масло растекается по поверхности, образуя тончайшую пленку в виде круга. Растекание прекращается, когда толщина пленки достигает минимально возможной — толщины в одну молекулу (мономолекулярный слой). После этого измеряют диаметр образовавшегося масляного пятна и вычисляют его площадь $\text{S}$.

Принцип расчета

При расчете делается допущение, что масляная пленка представляет собой цилиндр, высота которого $\text{d}$ равна диаметру одной молекулы масла, а площадь основания — это площадь $\text{S}$ образовавшегося пятна.

Объем этого цилиндра равен объему исходной капли масла: $V = S \cdot d$.

Отсюда можно выразить толщину пленки $\text{d}$, которая и является оценкой размера молекулы:

$d = \frac{V}{S}$

Таким образом, измерив две макроскопические величины — объем капли и площадь пятна — можно оценить микроскопическую величину — размер молекулы.

Ответ: Оценить размер молекулы оливкового масла позволяет опыт по созданию на поверхности воды масляной пленки толщиной в одну молекулу (мономолекулярного слоя). Для этого каплю масла известного объема $\text{V}$ помещают на поверхность воды и измеряют площадь $\text{S}$ пятна, которое она образует. Предполагая, что толщина пленки равна диаметру молекулы $\text{d}$, ее размер находят по формуле $d = \frac{V}{S}$.