Ordre de grandeur de la taille d’un objet de petites dimensions

II°) Ordre de grandeur de la taille d’un objet de petites dimensions :

2- Détermination de la taille d’une molécule d’huile d’arachide : Questions : * Donner l’incertitude absolue puis relative du diamètre du fil. Le fil a un diamètre de 0,30 mm vérifié au palmer soit l’encadrement : 0,295 mm ≤0,30mm<0,305 mm L’incertitude absolue est de + ou – 0,005 mm (erreur de 0,01 mm au palmer). * En utilisant la formule du volume d’une sphère, calculer en m3 le volume d’huile qui va tomber du fil pour une goutte (Respecter le nombre de chiffres significatifs).

V huile liée à 1 goutte =

3

3 4

rΠ×× = 3 10)(0,15 3 4 3 −×××Π =1,4.10-11 m3 * Déterminer l'ordre de grandeur du volume (en m3) d'une goutte de solution d'huile. L’ordre de grandeur du volume ci dessus est 10-11 m 3 Questions : * Mesurer le diamètre de la tâche d’huile d’arachide grâce au papier millimétré puis en déduire la surface de la tache.

Le diamètre de la tache est d’environ 10,2 cm soit une surface de S= 22 10)(5,1 −××Π =8,2.10-3 m2 * En s’inspirant des réponses données dans le I°) en déduire l’épaisseur puis l’ordre de grandeur de la taille d’une molécule à partir de votre expérience. Taille de la molécule ≈ épaisseur de la tache=V huile pour 1 goutte / S tache=1,4.10-11/ (8,2.10-3) ≈ 1,7.10-9 m soit un ordre de grandeur de 10-9 m (nanomètre) . On retrouve le même ordre de grandeur que Franklin. Remarquons que le diamètre de la goutte peut être un peu plus gros que le diamètre du fil et d’autre part il peut arriver que l’on fasse tomber plusieurs gouttes au lieu de 1.

3- Détermination de la taille d'un grain de sable. En s'inspirant de l'expérience précédente, proposer un protocole expérimental permettant de trouver la taille d'un grain de sable. Matériel à disposition: sable, éprouvette graduée, entonnoir, papier collant, règle.

*On verse du sable calibré dans une éprouvette graduée de 10 mL et ce à l’aide d’un entonnoir et d’une spatule (On en met 10 mL) . *On place une feuille A4 sous un papier autocollant double face (une face est déjà collée, on utilise l’autre face). *On étale tout le sable uniformément sur le papier autocollant. *Le sable non collé est récupéré grâce à la feuille A4, puis reverser dans l’éprouvette graduée. Par différence on en déduit le volume de sable de la monocouche. Vsable monocouche ≈ 0,8 mL soit 0,8.10-6 m3 * On mesure la surface du papier 5,0.10-2*10,0.10-2 =50.10-4 m2 En utilisant la même formule que pour la molécule d’huile d’arachide on trouve la taille du grain de sable

taille= 0,8.10-6/(50.10-4) ≈ ≈≈ ≈ 2. 10-4 m soit 0,2 mm ce qui fait un ordre de grandeur de 10-4 m

...