☰ Содержание · Физика

Практическая работа и задачи

Уроки 13–14 · 2 урока · П. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Бахромов, К. Суяров, Ж. Усаров, М. Юлдашева. Физика, 9 класс, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий дом издательства-типографии имени Гафура Гуляма, Ташкент, 2019
13

Практическая работа: оценка размеров молекул

Учебник: с. 38–39
ЦельПонять, как механическая модель (горох) позволяет оценить размер молекулы; вычислять плотность, концентрацию и массу воздуха в комнате.
Новые слова
механическая модель · mexanik modelпогрешность измерения · o‘lchash xatoligiбарометр-анероид · aneroid barometrобъём комнаты · xona hajmi
Объяснение

В методе масляной плёнки размер молекулы оценивают по формуле d = V/S. Чтобы проверить эту идею, используют механическую модель: сухой горох вместо молекул. Начертите на белой бумаге прямоугольник и измерьте его площадь S, покройте его одним плотным слоем гороха, пересыпьте горох в мерный цилиндр и найдите объём V, затем вычислите d = V/S. Сравните с прямым измерением: уложите 10 горошин в плотный ряд и разделите длину на 10. Разница возникает из-за промежутков между горошинами и погрешности измерения. Вторая часть: с помощью барометра-анероида измерьте давление в комнате, а термометром — температуру, затем найдите ρ = pM/(RT), n = p/(kT), N = nV и m = ρV (для воздуха M = 0,029 кг/моль).

Примеры
Пример (приближённые числа; замените своими): S = 20 см × 15 см = 300 см², V = 150 см³ дают d = V/S = 0,5 см. Прямое измерение: 10 горошин = 6,5 см, значит, d ≈ 0,65 см. Разница: промежутки между горошинами искажают измеренный объём V.
Пусть комната имеет размеры 6 м × 5 м × 3 м, p = 10⁵ Па, T = 300 K. V = 90 м³; ρ = pM/(RT) = 10⁵·0,029/(8,31·300) ≈ 1,16 кг/м³; m = ρV ≈ 105 кг; n = p/(kT) ≈ 2,4·10²⁵ м⁻³; N = nV ≈ 2,2·10²⁷.
Работа в классе

Практическая работа: группы по 4–5 человек измеряют d с помощью модели с горохом, вносят результаты в таблицу на доске и находят среднее значение. После работы соберите горох. Обращайтесь с барометром и термометром осторожно; если ртутный термометр разобьётся, не прикасайтесь к нему и сразу сообщите учителю.

Упражнения
1
Какая формула даёт толщину в методе масляной плёнки и в модели с горохом?
2
120 см³ гороха образуют один слой на площади 240 см². Какова толщина слоя?
3
Класс имеет размеры 8 м × 6 м × 3 м. Каков объём комнаты в м³?
4
Почему d, полученное по модели с горохом, обычно отличается от настоящего диаметра?