Как оценить размер молекулы керосина
ГДЗ по физике 7 класс Генденштейн, Булатова БИНОМ Лаборатория знаний Задание: §5 Атомы и молекулы
Вопросы к параграфу
Тела кажутся нам сплошными, т.к. молекулы настолько малы, что их нельзя увидеть невооруженным глазом
Если открыть флакон с духами, то происходит явление диффузии, молекулы запаха, беспорядочно перемещаясь, перемешиваются с молекулами воздуха и распространяются по комнате.
Толщина масляной пленки:
Размер молекулы масла:
Если бы человек увеличился в миллион раз, то его рост стал бы 1 800 км, и он мог бы уместиться на территории России или Соединенных Штатов Америки.
Неправильно приводить в качестве примера «пляску» пылинок в воздухе, т.к. броуновское движение можно заметить только для частиц, которые настолько малы, что их невозможно увидеть невооруженным глазом.
Скорость диффузии в газах больше, т.к. между молекулами газов есть большие промежутки, значительно превышающие размеры молекул.
Для более прочного склеивания предметов их прижимают друг к другу, т.к. при этом клей лучше заполняет поры на поверхности предметов, благодаря чему увеличивается площадь соприкосновения предметов с клеем.
Дополнительные вопросы и задания
Базовый уровень
И атомы, и молекулы – это мельчайшие невидимые глазу частицы. Вещество состоит из огромного числа молекул, которые, в свою очередь, состоят из еще более мелких частиц – атомов, которые определяют состав молекулы.
а) молекула водорода состоит из двух атомов водорода: H2;
б) молекула кислорода состоит из двух атомов кислорода: O2;
в) молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода: H2O.
Размеры и состав молекул разных веществ различны, например, молекула кислорода состоит из двух атомов кислорода; молекула углекислого газа состоит из двух атомов кислорода и одного атома углерода; молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
Чтобы оценить размер молекулы керосина, можно измерить объем некоторого количества керосина, затем разлить его по некоторой поверхности, подождать, пока он растечется, и измерить занятую площадь. Затем можно разделить измеренные объем на площадь, и получится примерный диаметр молекулы керосина.
Засолка овощей, грибов, рыбы основана на явлении диффузии: молекулы соли перемешиваются с молекулами овощей, и тем самым происходит засаливание.
Не рекомендуется оставлять мокрое цветное белье в тазу на длительное время, т.к. благодаря явлению диффузии окрашенные молекулы воды с могут перемешаться между собой, и на белье появятся цветные пятна.
Повышенный уровень
В гремучем газе было 0,5 · 10 20 молекул кислорода и 10 20 молекул водорода.
Молекула углекислого газа:
В горячем чае сахар растворяется быстрее, чем в холодном, т.к. чем выше температура, тем выше скорость движения молекул, тем быстрее происходит диффузия.
Роль диффузии для живых организмов: растения при помощи диффузии получают воду и различные микродобавки из почвы, хищные рыбы при помощи диффузии чуют кровь за несколько километров.
Мокрые листы бумаги трудно разъединить, т.к. молекулы вещества, из которого состоит бумага, притягиваются к молекулам воды.
Высокий уровень
Равновесие весов нарушится вследствие явления диффузии, т.к. молекулы будут покидать открытый сосуд, и его масса будет уменьшаться.
Взаимное притяжение между молекулами, входящими в состав ткани, больше, чем между молекулами воды. Таким образом можно получать водоотталкивающие ткани.
Когда школьник вышел из реки и лег на песок, его тело облепили песчинки, но когда тело обсохло, песчинки осыпались, т.к. молекулы воды притягиваются к телу и к песчинкам сильнее, чем песчинки к телу
Общее для теплового движения молекул, движения броуновских частиц и диффузии в том, что при повышении температуры скорость данных процессов повышается. Различие данных процессов в том, что в тепловом движении и диффузии участвуют молекулы, которые состоят из атомов, а броуновские частицы – это взвешенные в жидкости или газе частицы, размеры которых больше размеров молекул.
Домашняя лаборатория
Если на поверхность воды в широком сосуде, например тазу или ванне, капнуть каплю масла, то масляное пятно будет расширяться до тех пор, пока толщина масляной пленки не станет примерно равной размеру молекулы масла.
| Объем капли масла V, мм 3 | Площадь поверхности S, м 2 | Толщина масляной пленки V / S, мм | Размер молекулы масла, мм |
|---|
Разорвать руками толстую капроновую нить практически не представляется возможным из-за большой силы притяжения между молекулами нити.
Вытащить лист, зажатый между двумя другими мокрыми листами, очень тяжело из-за большой силы притяжения между молекулами воды.
От 1 нанометра и до 1 миллиметра
Сижу уже месяц дома, доедаю последние макароны и прокрастинирую.
Решил немного поковырять околонаучные темы.
И пришла в голову мысль сделать какие нибудь зарисовки на тему микро-макромира (т.е от 1 нанометра).
Взял Молекулу кислорода, Молекулу гемоглобина, тело вируса (конечно же его родимого, что made in china), эритроцит, Волос человека, и, наконец, кристаллик сахара. Попросил друга замоделить весь этот зоопарк в 3d для иллюстраций.
Для начала я построил бесшовную шкалу от 1 нанометра до 1 миллиметра. Использовал (софт) аналог After Effects (в эту софтину и засунул все объекты и распределил их по масштабной шкале)
3. Эритроцит и слева внизу коронавирус.
6. Мне стало интересно и я решил посчитать сколько же частиц вируса поместится на срезе волоса. Вышло дохрена. Надеюсь мой гуманитарный мозг не опозорился. 350 тыс вирусных тушек поместится на срезе волоса диаметром 0.1 мм. Технари наверное ща начнут считать. Скажу, что мне посоветовали учесть, что вирус в сечении круглый и не сможет встать без пустот друг к другу, поэтому просто площадь среза волоса поделить на площадь «среза» вируса не совсем корректно и я сделал небольшую корректировку в сторону уменьшения.
8. и наконец, кому лень читать, я замутил видео. Там чуть больше сцен.
За ошибки прошу сильно не ругать, но ткнуть носом, конечно, можно. Чукча не шибко грамотен. Спасибо за внимание.
Это в разы больше человеческого волоса.
Откуда вы взяли информацию относительно устойчивости аэрозоля, который тяжелее воздуха в течении нескольких часов? Какова вероятность что вирус вообще способен жить в высушенных каплях? Нет ни единого исследования по короне, которые показывали бы возможность размножить вирусы с поверхностей. Наоборот: «куски» видно, а сам вирус уже не способен к размножению. Это подтвердили все инфекционисты из Европпы, из Германии, Швеции, Швейцарии, Австрии. В общем все кто умеет бороться с инфекционным вспышками.
У оспы и кори инфекционная доза в 10 микроорганизмов. У коронавируса в тысячи раз больше.
Короче каждый ученый сам себе на уме. Американские физики из Массачусетского технологического института доказали, что воздушное облако при чихании распространяются на 7-8 метров от источника и находятся в воздухе гораздо дольше, чем считалось раньше.
Они провели следующий эксперимент. С помощью рапидной камеры, способной делать 2000 кадров в секунду, зафиксировали процесс чихания. На полученных кадрах сумели оценить скорость оседания капель разных размеров и измерить расстояние, на которое они разлетаются.
ну и далее там по тексту
Нет не каждый сам на уме. Вы оригинал статьи видели? Вы результаты работы США по вирусу видели? Сравнивали их с образованными государствами вроде Германии/Австрии/Голландии. «Гораздо дольше» это несколько часов?) Почитайте на досуге подборку https://smartairfilters.com/en/blog/can-masks-capture-corona. Там есть ссылки на первоистоник.
Сравнительные размеры микроорганизмов
Интересный импортный канал. Сравнивает размеры разных предметов
— человек
— муравей
— лягушачье яйцо (икринка)
— паразитический червь (глист)
— тихоходка
— нейрон
— сперматозоид
— красное кровяное тело
— лактобактерия
— кишечная палочка
— бактериофаг
— вирус птичьего гриппа
— коронавирус
— молекула ДНК
— самый маленький транзистор
Филогенетическое дерево SARS-CoV-2
Встречая новости о различных штаммах нового коронавируса, возможно, кому-то было интересно, сколько их, как и где они распространены, какие потомки, предки, какие имеются мутации.
Так вот, существует ресурс Nextstrain.org, где в разделе Neherlab можно посмотреть:
1. Филогенетическое дерево штаммов нового коронавируса. Общее:
Или более детальное. Например, можно посмотреть кладу (группу, содержащую одного предка и всех его потомков) 21I дельты:
Или кладу 21К омикрона:
Или по отдельно взятой стране, например, России:
Каждая точка содержит информацию о мутациях, дате открытия, авторе, линии в система PANGOLIN (например, B.1.621 или B.1.1.529, если кому-то удобнее читать по линиями, а не по кладам).
2. Географию распространения. По континентам:
3. Мутации, мутирующие участки РНК и процент распространения штаммов.
Небольшая макро фотосессия насекомых для любознательных пикабушников и пикабушниц
И на первом портрете большая и громко жужжащая оса, то бишь шершень. Они очень любят разорять пчелиные ульи. Очень красивы при ближайшем рассмотрении. Такие, своего рода бомбардировщики среди насекомых. Кусает очень больно. Лучше избегать встречи с этим парнем.
Ну а на третьем портрете, вроде как оса, но какая именно модель осы, я не идентифицировал. Если кто знает, подскажите.
А на этом фото вечный трудяга. Муравей семейства Formica rufa, то бишь обычный лесной муравей. Тащит добычу в виде мотылька, размером больше самого себя. Весь перепачкался в чешуйках от крыльев своей добычи.
А это нехрущ обыкновенный. Достаточно неприятное насекомое, если расплодится в больших количествах, т.к. питается листьями и хвоей деревьев. Нехрущи едят много и быстро, поэтому деревья лысеют моментально. На фото он как раз-таки трапезничает.
А это Халк в мире жуков. По крайней мере в Европейской части нашего материка он носит титул самого крупного жука. Это жук олень. Длина тела этого жука варьируется в диапазоне 45-85 мм у самцов, и 25-57 мм у самок. Обитают преимущественно в лиственных лесах, очень любят дубравы. На фото самка.
Это паук крестовик. Их в России насчитывается около 30 видов. В наших лесах их очень много. Питается мелкими насекомыми. Ядовит. В составе яда имеется гемо- и нейротоксин. Радует одно, что при укусе впрыскивает малое количество яда, что может привести, максимум к слабой боли в месте укуса, которая быстро проходит. И да, он может прокусить кожу человека.
И в завершении фото личинки комара. Размер ее составляет всего пару-тройку миллиметров. На фото видно даже маленькие крылья. Таких личинок очень много летом в водоемах, особенно в жаркую погоду. Этим и обусловлено то, что этих микро вампиров очень много вблизи рек, прудов.
Картинка сравнительных размеров возбудителей различных заболеваний с волосом человека
Вот такую картинку я сегодня сделал для наглядности размеров различных вирусов/микробов/простейших на фоне размеров волоса и эритроцита:
Теперь, для любознательных, пара слов про каждого участника:
Предложите опыт, с помощью которого можно оценить размер молекулы керосина
В 16:39 поступил вопрос в раздел ЕГЭ (школьный), который вызвал затруднения у обучающегося.
Вопрос вызвавший трудности
Ответ подготовленный экспертами Учись.Ru
Для того чтобы дать полноценный ответ, был привлечен специалист, который хорошо разбирается требуемой тематике «ЕГЭ (школьный)». Ваш вопрос звучал следующим образом: Предложите опыт, с помощью которого можно оценить размер молекулы керосина
После проведенного совещания с другими специалистами нашего сервиса, мы склонны полагать, что правильный ответ на заданный вами вопрос будет звучать следующим образом:
НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОБ АВТОРЕ ЭТОГО ОТВЕТА:
Работы, которые я готовлю для студентов, преподаватели всегда оценивают на отлично. Я занимаюсь написанием студенческих работ уже более 4-х лет. За это время, мне еще ни разу не возвращали выполненную работу на доработку! Если вы желаете заказать у меня помощь оставьте заявку на этом сайте. Ознакомиться с отзывами моих клиентов можно на этой странице.
ПОМОГАЕМ УЧИТЬСЯ НА ОТЛИЧНО!
Выполняем ученические работы любой сложности на заказ. Гарантируем низкие цены и высокое качество.
Деятельность компании в цифрах:
Зачтено оказывает услуги помощи студентам с 1999 года. За все время деятельности мы выполнили более 400 тысяч работ. Написанные нами работы все были успешно защищены и сданы. К настоящему моменту наши офисы работают в 40 городах.
Площадка Учись.Ru разработана специально для студентов и школьников. Здесь можно найти ответы на вопросы по гуманитарным, техническим, естественным, общественным, прикладным и прочим наукам. Если же ответ не удается найти, то можно задать свой вопрос экспертам. С нами сотрудничают преподаватели школ, колледжей, университетов, которые с радостью помогут вам. Помощь студентам и школьникам оказывается круглосуточно. С Учись.Ru обучение станет в несколько раз проще, так как здесь можно не только получить ответ на свой вопрос, но расширить свои знания изучая ответы экспертов по различным направлениям науки.
Как оценить размер молекулы керосина
Размер молекулы
Шестьдесят лет назад лорд Рэлей наблюдал за растеканием масла по воде. В то время, когда ученые строили различные предположения о размерах молекул, он догадался, что самый тонкий слой масла, который может полностью покрыть водную поверхность, будет иметь толщину как раз в одну молекулу, и решил определить эту толщину. Рэлей представил себе растекание капли масла как хаотическое движение молекул, карабкающихся друг на друга и сваливающихся назад, пока каждая не достигнет поверхности воды и не сможет прицепиться к воде (эти масла состоят из молекул с длинной цепью, на одном конце которых находится химическая группа, имеющая сродство к воде). Как только все молекулы масла расположатся таким способом, они будут держаться в виде мономолекулярного покрова и перестанут стремиться к дальнейшему растеканию (фиг. 130).
Фиг. 130. Масло на воде.
Капля масла, нанесенная на чистую поверхность воды, растекается и покрывает ее слоем толщиной в одну молекулу. Молекулы масла, вероятно, стоят «дыбом» подобно ворсу на ковре.
Если масла как раз достаточно для данной поверхности воды, слой будет иметь толщину в одну молекулу, и все молекулы будут плотно упакованы по вертикали, подобно ворсинкам бархата. При меньшем количестве масла останутся участки открытой воды. Если масла будет
Лорд Рэлей вымыл и заполнил водой круглый большой таз, имевший 82 см в поперечнике. На поверхность воды он поместил взвешенную каплю масла и наблюдал, как оно растекается и закрывает всю поверхность. Затем он опять взял чистую воду и каплю меньшего размера, затем еще меньшую, пока не дошел до такой капли, которая уже не могла полностью закрыть всю поверхность. Как же он обнаружил, что закрыта не вся поверхность?
Если перед опытом распылить на поверхности порошок, можно изменить свойства поверхности. Поэтому Рэлей после масла распылял камфару (помните детскую забаву?). Пока поверхность воды была полностью покрыта маслом, камфара не находила чистой воды, по которой она могла бы танцевать, но когда капля масла была мала, на поверхности открывались участки чистой воды.
Условия приведенной ниже задачи 5 следуют за ходом вычислений Рэлея. Используя результаты его измерений, определите размеры молекул масла.
Задача 5. Измерение размеров молекулы
Рэлей наносил каплю оливкового масла на чистую воду в большом сосуде. Для простоты примем, что сосуд был прямоугольным с размером зеркала воды 0,55 м х 1,00 м (это даст ту же площадь, что и в круглом тазу, взятом Рэлеем).
Движение камфары показало, что масла как раз достаточно для покрытия всей поверхности (капля масла весит 8 /10 мг, или 0,00000080 кг). Плотность масла равна 900 кг/м 3 (что составляет 0,90 от плотности воды). Предположим, что плотность остается такой же и в очень тонкой пленке.
(Помните, что поскольку масло менее плотно, чем вода, его объем должен быть больше объема той же массы воды.)
а) Определите толщину масляной пленки, образующейся при растекании капли по воде.
б) Допустим, что Релей был прав и пленка, достаточная для остановки движений камфары, имеет толщину в одну молекулу. Поверим химикам, что это масло имеет «длинные» молекулы, один конец которых сильно притягивается водой. Какой вывод можно сделать из вопроса (а) относительно размеров молекул?
Длина молекул очень мала; чтобы образовать линию в 1 см их требуются миллионы. В те времена, когда Рэлей производил свои измерения, ученые делали грубые, поспешные предположения о размере и массе молекул; их косвенные догадки основывались на трении в газах, на рассеянии солнечного света в небе молекулами и на некоторых сомнительных электрических аргументах. Здесь же был поразительно простой эксперимент и, вероятно, надежный.
С тех пор метод был улучшен и обобщен многими, особенно Ленгмюром в США. Оливковое масло, которое применял Рэлей, было неопределенной смесью маслянистых веществ. Позднейшие исследователи применяли чистые химические соединения, часто используя несколько членов «гомологического ряда» (или, иначе, химической семьи). Например, Ленгмюр применял «жирные кислоты». Их получают из природных жиров и масел, и они дают мыло, соединяясь с натрием или калием. Они имеют длинные молекулы с одним инертным, а другим «кислым» концом, который притягивается водой. Существует целый ряд таких соединений, причем молекула каждого представителя этого ряда больше своего предшественника на один атом углерода и два атома водорода. Очень давно химики изобразили молекулы различных членов этих рядов структурными формулами, подобными трем приведенным на стр. 222.
Грубой аналогией такого представления является стадо свиней у длинной кормушки. Подобно тому как один конец молекулы растительного масла «любит» воду, голова свиньи ткнется к пище, свиньи карабкаются и толкаются, пока все не достигнут кормушки. Если стадо слишком велико, неудовлетворенные будут ожидать в стороне (подобно толстым каплям избыточного масла на воде). Если число свиней будет подобрано точно по длине кормушки, они образуют слой в одно животное, причем все расположатся перпендикулярно кормушке. Если свиней слишком мало, то они расположатся произвольно и у кормушки останутся свободные места.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ МОЛЕКУЛ ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ
Цель работы: определение геометрических размеров молекулы олеиновой кислоты методом, основанным на явлении полного смачивания.
Краткая теория
В отличие от газа или пара, которые всегда целиком заполняют предоставленный им объем, жидкости образуют свободную поверхность, отделяющую данную жидкость от пограничной среды. В поверхностном слое жидкости действуют силы поверхностного натяжения.
Под действием сил поверхностного натяжения свободная поверхность жидкости стремится стать сферической. Обычно этому препятствует сила тяжести. Вследствие действия силы тяжести жидкость принимает форму того сосуда, в котором она находится, а свободная поверхность ее делается горизонтальной.
Однако, в тех случаях, когда силы поверхностного натяжения значительно превосходят силу тяжести, свободная поверхность жидкости приближается к сферической (шаровидность мелких капель жидкости, сферическая форма мениска в капиллярах).
Рассмотрим каплю некоторой жидкости I, расположенную на поверхности другой, не смешивающейся с ней жидкости II (рис.1).




На каждую единицу длины контура пограничной окружности будут действовать три силы поверхностного натяжения 



Отсюда следует, что в случае равновесия 



Многие органические жидкости (эфир, скипидар, керосин) растекаются на поверхности воды. Для некоторых жидкостей (бензол, жирные кислоты, масло) явление растекания наблюдается только для первых капель, помещенных на поверхности чистой воды. Последующие капли уже не растекаются, а остаются на поверхности воды в виде устойчивых капель. Это объясняется тем, что первые капли, растекаясь, загрязняют поверхность и уменьшают поверхностное натяжение настолько, что равновесие капель становится возможным.



Молекулу жирных кислот можно рассматривать как образование, сильно вытянутое в длину, нечто вроде удлиненного эллипсоида или цилиндра. Расположение таких молекул на поверхности воды показано на рис.2.
Теория метода
В данной работе для определения размеров молекул олеиновой кислоты используется метод, предложенный Ленгмюром и Дево. Для измерений используется пипетка и круглая кювета (d = 0,3 м).
Если капля раствора олеиновой кислоты в легколетучей жидкости падает на поверхность воды, то растворитель быстро испаряется, а олеиновая кислота, растекаясь, образует на поверхности воды мономолекулярный слой (при достаточной для этого поверхности). Если поверхность воды посыпать предварительно легким слоем пробковых опилок или талька, то на ней образуется ясно видное, свободное от порошка круглое пятно. Это дает возможность по диаметру круга приближенно рассчитать площадь поперечного сечения одной молекулы олеиновой кислоты.
Если в капле содержится n молекул олеиновой кислоты с поперечным сечением 

где 

Число молекул в капле можно найти, если известна масса олеиновой кислоты, содержащейся в капле и ее молярная масса М:


Длину молекулы олеиновой кислоты грубо можно оценить, пользуясь следующими соображениями:

где V − объем мономолекулярного слоя:

где 

Порядок выполнения работы
1. Наполнить кювету на 1/3 от высоты водой и посыпать ее успокоившуюся поверхность пробковым порошком.
2. Наполнить пипетку небольшим количеством 0,3%-ного раствора олеиновой кислоты в спирте (до метки) и с высоты 2-3 мм капнуть одну каплю раствора в центр поверхности воды в кювете.
3. После установления равновесия линейкой измерить и записать 10 значений диаметров образовавшегося круга. Найти среднее значение диаметра круга.
4. Повторить опыт еще 4 раза, тщательно промывая кювету после каждого опыта.
5. Определить путем взвешивания массы пустого стаканчика. Затем, накапав в него 20 капель раствора олеиновой кислоты из той же пипетки, определить массу стаканчика с раствором. Рассчитать массу одной капли раствора. В капле раствора будет содержаться масса олеиновой кислоты:

6. Рассчитать площадь поперечного сечения и длину молекулы олеиновой кислоты по формулам (4) и (7). Плотность олеиновой кислоты принять равной 890 кг/м 
7. Оценить абсолютную и относительную погрешности измерений площади поперечного сечения и длины молекулы олеиновой кислоты.
8. Вычислить эффективный диаметр молекулы олеиновой кислоты.


































м
,м 2
,%
м
,%