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Niveau seconde
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Tache d'huile

Posté par
GAP
06-03-09 à 14:02

Voila mon exercice :

On verse avec précaution une goutte d'huile sphérique de rayon r=0,25mm à la surface de l'eau. La tache qui se forme, supposée circulaire , a pour diamètre : D=16cm.

1) Faire un schéma approximatif de l'expérience réalisée où sera noté le diamètre D et l'épaisseur e de la tache
2) Calculer en m^3 le volume de la goutte.
3) Donner la relation liant V, D et e. Justifier.
4) En déduire la valeur de e. La calculer en m, puis en mm et en nm. Comparer e à l'épaisseur l d'un globule rouge (l=8x10^-3mm).
5) Cette expérience permet d'évaluer l'ordre de grandeur de la longueur l des molécules d'huile. Que vaut-elle si on suppose qu'elles s'étalent en une seule couche ? Comparer e à la dimension d'une molécule d'eau (1,2x10^-1nm).

J'ai trouvé :

0,25 mm = 0,00025 m

V= 4π.r^3/3
V =4π x 0,00025^3/3
V=4π x 1,5625.10^-11/3
V= 6,25.10^-11π/3
V≃ 2,08.10^-11π
V≃ 6,54.10^-11 m^3

Je ne suis pas sure de cette réponse

Je sais aussi que e=V/S

Après je bloque, pouvez-vous m'aider svp.

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 06-03-09 à 15:27

Pouvez-vous m'aider svp.
J'ai passé une bonne partie de l'après-midi à chercher et j'aimerai trouver la réponse.

Posté par
jacqlouis
re : Tache d'huile 06-03-09 à 19:10

    Bonsoir .  Ta première réponse est bonne .. Continue !

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 06-03-09 à 20:28

Oui mais je voit pa la relation entre V, D et e

Posté par
jacqlouis
re : Tache d'huile 06-03-09 à 21:09

     Tu n'as vraiment pas beaucoup cherché !...

Tu as écrit la bonne relation, et tu es incapable d'aller plus loin !...
        e  =  V / S    .
Alors remplace   S  par sa valeur : Pi*D²/4  ( D étant le diamètre du cercle d'huile)  , et tu as la relation demandée !

Le résultat de ton volume V est bon .

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 06-03-09 à 22:29

D'accord, merci beaucoup, je vais essayer de faire la suite

Posté par
jacqlouis
re : Tache d'huile 06-03-09 à 22:32

    D'accord... Combien trouves-tu pour  e  ?...

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 06-03-09 à 22:34

Euh c'est-à-dire que la fatigue se fait sentir, je reprendrai tout ça à tête reposée demain à la première heure.
Merci en tout cas

Posté par
jacqlouis
re : Tache d'huile 06-03-09 à 22:36

   D'accord . repose-toi ...

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 07-03-09 à 11:37

Je trouve ça :

3) e= V/S et comme S= π x 1/2D^2 alors e= V/π x 1/2D^2

4) e= 2,08.10^-11π/π8^2 = 2,08.10^-11π/64π = 2,08.10^-11/64 = 3,25.10^-13 m

3,25.10^-13 m = 3,25.10^-16 mm = 3,25.10^-22 nm

Est-ce bon ?

Je ne vois pas le rapport avec : Comparer e à l'épaisseur l d'un globule rouge (l=8x10^-3mm)

Posté par
jacqlouis
re : Tache d'huile 07-03-09 à 11:55

    Bonjour .  A la ligne 3, tu as oublié de mettre  1/4 (au lieu de  1/2)  ou tu as oublié de mettre une parenthèse...

et à la ligne 4, je crois que tu as oublié que 8 était le rayon en centimètres.

    Pour comparer, tu peux faire le rapport entre les 2 épaisseurs ...

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 07-03-09 à 14:30

Alors, j'essaye de ma corriger :

3) e= V/S et comme S= π x (1/2D)^2 alors e= V/π x (1/2D)^2

4) e= 2,08.10^-11π/π0,08^2 = 2,08.10^-11π/0,0064π = 2,08.10^-11/0,0064 = 3,25.10^-9 m

3,25.10^-9 m = 3,25.10^-12 mm = 3,25.10^-18 nm

On peut dire que la tache d'huile est 4 fois plus épaisse qu'un globule rouge non ?

J'ai un doute sur les puissances pour la réponse 4.

Posté par
jacqlouis
re : Tache d'huile 07-03-09 à 14:40

       e est bon, maintenant.

Tu as fait le rapport comme je t'ai dit  ?...

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 07-03-09 à 14:51

Le rapport :

8x10^-3mm/3,25.10^-12 mm = 2,46.10^9 mm
ou l'inverse :
3,25.10^-12 mm/8x10^-3mm = 4,06.10^-10

Quel est le bon rapport ?

Posté par
jacqlouis
re : Tache d'huile 07-03-09 à 15:09

    COMMENT peux-tu comparer une mesure en millimètres, avec une autre en nanomètres   ?... pas sérieux !

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 07-03-09 à 15:22

Mais non, ce sont toutes les deux des mesures en millimètres.

Posté par
jacqlouis
re : Tache d'huile 07-03-09 à 15:36

    Globule   8*10^(-3)mm  =  8*10^(-6) m
    ---------                     = ---------------  =   ...  
     Huile                           =  3,2*10^(-9) m

Le globule est donc  ....

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 07-03-09 à 16:18

..... 1000 fois plus épais

Posté par
jacqlouis
re : Tache d'huile 07-03-09 à 16:25

    Je dirais même   2.500 fois plus épais...

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 07-03-09 à 16:27

D'accord merci ja vais essayer de finir cet exercice

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 08-03-09 à 11:17

Pour cette question :
5) Cette expérience permet d'évaluer l'ordre de grandeur de la longueur l des molécules d'huile. Que vaut-elle si on suppose qu'elles s'étalent en une seule couche ? Comparer e à la dimension d'une molécule d'eau (1,2x10^-1nm).

On peut répondre que comme la longueur L d'une molécule d'huile équivaut à son épaisseur alors si elles s'étalaient en une seule couche la longueur L serait équivalent à l'épaisseur e.
C'est ca ?

Comparer e à la dimension d'une molécule d'eau (1,2x10^-1nm).

Molécule       1,2x10^-1nm
------- =  ------------ =  0,04 nm  
  Huile                3.25 nm

La dimension d'une molécule d'eau équivaut à l'épaisseur d'une molécule d'huile.

Posté par
jacqlouis
re : Tache d'huile 08-03-09 à 11:35

    C'est ça ?... Je ne sais pas (pas bien compris la question)... mais j'aurais répondu comme toi !

Pour le dernier rapport , je ne saisis pas ton raisonnement .
Ta conclusion ne correspond pas à ton calcul ...
    Tout d'abord, si tu divises des nm par des nm ...tu ne peux pas obtenir des ...nm !
C'est un rapport, tu obtiens un nombre : O,04  .  C'est le rapport !

Mais  3,25  nm  par rapport à  0, 12 nm, ce n'est pas tout-à-fait équivalent !..  moi, je trouve que c'est 27 fois plus grand  ... environ!
   D'accord, c'est dans le domaine des nanomètres, mais la molécule d'huile qui comporte beaucoup plus d'atomes que celle d'eau  est naturellement plus grosse ...

Posté par
GAP
re : Tache d'huile 08-03-09 à 11:37

D'accord, merci beaucoup pour ton aide



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