Исследовательская работа по теме "Загадка прозрачных шаров"

  Муниципальный конкурс исследовательских работ

учащихся начальных классов

Научное направление:  естественно-математическое

Загадка прозрачных шаров

Русинов Пётр,

МБОУ «Рождественская средняя

общеобразовательная школа»,

4 класс

Русинова Анна Степановна,

МБОУ «Рождественская средняя

общеобразовательная школа»,

учитель начальных классов

Карагай – 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………..……..   …………………………………3

1. Теоретическая часть  

1.1. История появления мыльных пузырей………………………………………... .4

1.2. Почему мыльный пузырь круглый ……………………………………………..4

1.3. Почему мыльный пузырь рано или поздно лопается………………………….4

2. Экспериментальная часть

2.1. Анкетирование ……….………………………………………………………….5

2.2. Подготовительный этап …………………..…………………………………….5

2.3. Приготовление растворов для мыльных пузырей…………………………..6 - 8

2.4. Тестируем составы мыльных пузырей………………………………………….8

Заключение ……………..……………………………………………………….….....8

Перспективы работы………………………………………………………………….9

Библиографический список ………………………………………………………...10

Приложения………………………………………………………………….…...11-15

Введение

Летящие по воздуху переливающиеся всеми цветами радуги прозрачные шары. Что это? Ну, конечно, каждый знает ответ - мыльные пузыри. Каждый из нас  пускал мыльные пузыри. Эта забава привлекает как детей, так и взрослых. Раствор для мыльных пузырей можно купить в магазине или приготовить самостоятельно. Так как же они появляются и что же это такое – «мыльный пузырь»?  Можно ли дома самому приготовить состав для мыльных пузырей  и что для этого нужно?  Из каких растворов можно получить самые большие и прочные мыльные пузыри?

Объект исследования: мыльный пузырь.

Предмет исследования: растворы мыльных пузырей.

Цель: исследовать  рецепты мыльных пузырей, выявить наиболее эффективные из них.

Гипотеза: можно предположить, что размеры и устойчивость мыльных пузырей зависит от состава жидкости для мыльных пузырей.

Задачи:

1. Изучить научную литературу по изучаемой теме.
2. Провести изучение эффективности жидкостей для надувания мыльных пузырей.
3. Исследовать свойства мыльных пузырей, полученных из разных растворов, а так же с использованием разных моющих средств.
4. Сделать выводы.
5. Познакомить с результатами исследования учащихся начальной школы.

Методы исследования:

1. Изучение литературы по данной теме.
2. Наблюдение за мыльными пузырями из различных растворов.
3. Анализ полученных результатов путем сравнения.
4. С результатами познакомить учащихся начальной школы.

1. Теоретическая часть

1.1.История появления мыльных пузырей

Мыльный пузырь — это тонкий слой воды приблизительно в несколько долей миллиметра, которая с обеих сторон зажата мыльным раствором. Так как мыльные пузыри часто лопаются из-за своей нестабильности, то в раствор добавляют мыло, раствор сахара или глицерин. Цвет пузырей — это всего лишь оптический обман. На самом деле они бесцветны. В сети Интернет^[1] я узнал историю появления мыльных пузырей. Мыльные пузыри были придуманы несколько тысяч лет назад. Это стало известно при очередных раскопках. В городе Помпеи были найдены фрески, на которых были изображены дети, играющие с мыльными пузырями. И в 17 веке художники изображали на своих холстах пастухов, играющих с пузырями.

1.2. Почему мыльный пузырь круглый

Ответ  на этот вопрос заключается в том, что силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю максимально компактную форму. Самая компактная форма в природе — это шар. При шарообразной форме воздух внутри пузыря равномерно давит на все участки его внутренней стенки (до тех пор, пока пузырь не лопнет).^[2]

1.3. Почему мыльный пузырь рано или поздно лопается

Мыльные пузыри обычно существуют лишь несколько секунд и лопаются при прикосновении. Пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение, которое делает поведение поверхности похожим на поведение чего-нибудь эластичного. Однако, пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того, чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют какие-нибудь поверхностно-активные вещества, например, мыло. Оно предохраняет воду от испарения, тем самым делая время жизни пузыря еще больше.

2. Экспериментальная часть

2.1. Анкетирование

В начале своего исследования я провел опрос^[3] среди учащихся начальной школы, в котором приняли участие 20 человек. Результаты записал в таблицу.^[4]

1 вопрос. Нравится ли тебе пускать мыльные пузыри?

Вывод: Из опроса видно, что детям нравится пускать пузыри.

2 вопрос. Поднимают ли тебе настроение мыльные пузыри?^[5]

Вывод: Мыльные пузыри поднимают настроение.

3 вопрос. Какой раствор ты используешь для выдувания мыльных пузырей?^[6]

Вывод: Большинство детей покупают и делают сами раствор для мыльных пузырей.

4 вопрос. Как ты думаешь, из чего изготавливают мыльные пузыри?^[7]

Вывод: Многие изготавливают раствор из шампуня и мыла.

Как видно из результатов опроса мыльные пузыри - любимая забава для моих друзей, которая поднимает им настроение. Маленькую баночку с мыльными пузырями, легко можно купить в магазине, что некоторые и делают. Однако, она быстро заканчивается, дорого стоит, а еще зачастую в них бывает не слишком хороший состав.  Я часто задумывался о том, чтобы сделать раствор для мыльных пузырей самостоятельно. А еще лучше, чтобы из такого раствора получались мыльные пузыри больших размеров, которые я как – то видел в цирке. Поэтому я решил провести несколько  экспериментов и узнать, из чего лучше всего получаются  большие мыльные пузыри. В Интернете, можно найти много рецептов мыльных пузырей, но какой из них лучше, понять очень сложно, что ж постараюсь самостоятельно исследовать 7 составов.

2.2. Подготовительный этап

Для данного эксперимента понадобились следующие вещества:  кипячёная вода,  жидкость для мытья посуды, детский шампунь, гель для душа, моющее средство в порошке, детское и хозяйственное мыло, глицерин, нашатырный спирт, пищевой краситель, желатин,  сахар. А также трубочка для выдувания, мерные стаканчики, измерительный цилиндр, шприц и пластиковые стаканчики.^[8]

2.3. Приготовление растворов для мыльных пузырей

Опыт 1. Цель: исследовать  рецепт №1 мыльных пузырей, выявить  эффективность данного раствора.

Оборудование: (мерная пробирка, дистиллированная вода,  жидкость для мытья посуды,  глицерин,  трубочка для выдувания, пластиковый стаканчик)

В мерную пробирку с помощью воронки набрал 30 мл воды, 5 мл глицерина, 10 мл средства для мытья посуды.^[9] Перемешал и стал дуть пузыри с  помощью трубочки. Результат записал в таблицу^[10].

Вывод: Падая на пол, пузыри долго не лопались, крупные, но три пузыря не получились.

Опыт 2. Цель: исследовать  рецепт №2 мыльных пузырей, выявить  эффективность данного раствора.

Оборудование: (мерная пробирка, дистиллированная вода,  моющее средство в порошке,  глицерин,  нашатырный спирт, трубочка для выдувания, пластиковый стаканчик)

В мерную пробирку с помощью воронки набрал 3 мл горячей воды, 3 мл глицерина, 2 мл моющего средства в порошке, 1 каплю нашатырного спирта.^[11] Перемешал и стал дуть пузыри с  помощью трубочки. Из десяти попыток ни одного пузыря не получилось.

Вывод: Данные рецепт не эффективный. Его использовать не надо. (Может быть причина с порошке. Мне показалось, что срок его годности истёк.)

Опыт 3. Цель: исследовать  рецепт №3 мыльных пузырей, выявить  эффективность данного раствора.

Оборудование: (мерная пробирка, дистиллированная вода,  обычный гель для душа, сахарный песок,  трубочка для выдувания, пластиковый стаканчик)

В мерную пробирку с помощью воронки набрал 5 мл воды, 5 мл обычного геля для душа, ½ чайной ложки сахара.^[12] Перемешал и стал дуть пузыри с  помощью трубочки. Результат записал в таблицу.^[13]

Вывод: Пузыри получились почти одного размера, за один раз вылетало до 5 пузырей.

Опыт 4. Цель: исследовать  рецепт №4 мыльных пузырей, выявить  эффективность данного раствора.

Оборудование: (мерная пробирка, дистиллированная горячая вода,  мыльная стружка, сахарный песок,  трубочка для выдувания, пластиковый стаканчик)

В пластиковый стакан положил 4 столовых ложки мыльной стружки, 40 мл горячей воды, 2 чайные ложки сахара. Перемешал, немного подождал и стал дуть пузыри с  помощью трубочки.^[14] Результат записал в таблицу^[15].

Вывод: Пузыри получились прочные, крупные, но три пузыря из десяти не получились.

Опыт 5. Цель: исследовать  рецепт №5 мыльных пузырей, выявить  эффективность данного раствора.

Оборудование: (мерная пробирка, дистиллированная  вода, детский шампунь без слёз, сахарный песок, пищевой краситель,  трубочка для выдувания, пластиковый стаканчик)

В мерную пробирку с помощью воронки набрал 4 мл детского шампуня без слёз,  6 мл дистиллированной  воды, 1 чайную ложку сахара и 1 каплю пищевого красителя.^[16] Перемешал и стал дуть пузыри с  помощью трубочки. Результат записал в таблицу^[17].

Вывод: Пузыри получились прочные, падая на пол подскакивали и не лопались.

Опыт 6. Цель: исследовать  рецепт №6 мыльных пузырей, выявить  эффективность данного раствора.

Оборудование: (мерная пробирка, дистиллированная  вода, жидкость для мытья посуды, глицерин, , сахарный песок, желатин,  трубочка для выдувания, пластиковый стаканчик)

В мерную пробирку с помощью воронки набрал 4 мл жидкости для мытья посуды ,  4 мл дистиллированной  воды, 4 мл глицерина, ½  чайной ложки сахарного песка и ½ чайной ложки желатина.^[18] Перемешал и стал дуть пузыри с  помощью трубочки. Результат записал в таблицу^[19].

Вывод: Пузыри получились не прочные, лопались, не долетая до пола.

Опыт 7. Цель: исследовать  рецепт №7 мыльных пузырей, выявить  эффективность данного раствора.

Оборудование: (мерная пробирка, дистиллированная  вода, мыльная стружка, глицерин, , сахарный песок,  трубочка для выдувания, пластиковый стаканчик)

В мерную пробирку с помощью воронки набрал 8 мл горячей воды, 2 чайные ложки мыльной стружки, 4 мл глицерина, 1 чайную ложку сахара. Перемешал, подождал и стал дуть пузыри с  помощью трубочки. Результат записал в таблицу^[20].

Вывод: Пузыри получились прочные, крупные и их было много.

 2.4. Тестируем составы мыльных пузырей

Полученные результаты я записал в общую таблицу.^[21]

Вывод: Согласно, экспериментам, победа присуждается мыльному составу № 3, а также практически делит с ним первое место раствор № 7 и № 5. Состав под №2 показал плохой результат, советую его не использовать.  ^[22]

Заключение

 Гипотеза, что размеры и устойчивость мыльных пузырей,  зависит от состава жидкости полностью подтвердилась. Образования   мыльных пузырей из мыльного раствора оказалась верной. В состав мыльных пузырей  действительно входит мыло и моющие средства. Но в дополнение к этим главным веществам  нужно  еще добавить воду, глицерин, сахар, желатин, пищевой  краситель.

Перспективы работы

Меня очень заинтересовала данная тема. В интернете я узнал, что существуют мыльные пузыри, которые не лопаются в течение часа и больше. Что с ними можно играть, фотографироваться. Купить их можно через интернет магазин. У меня появилось желание исследовать данную тему и выступить на конференции, чтоб каждый мог изготовить такие пузыри в домашних условиях. Во время исследования я заметил, что мыльные пузыри на морозе^[23] рассыпаются, а в жаркой бане не получаются. Ответ на этот вопрос мне хотелось бы найти.

Библиографический список

1. Варламов С. Эксперименты с мыльной пленкой/ С.Варламов //Квант. — 2006. — № 3, с. 37-38.
2. Скляревский Е. Мыльный пузырь как загадка науки
3. Тит Том Научные забавы: интересные опыты, самоделки, развлечения/ Тит Том - М.: Издательский дом Мещерекова,2008. - 224с.
4. Интернет-сайты:

• http://soap-magic.tiu.ru/a44475-istoriya-poyavleniya-mylnyh.html
•  http://www.science.yoread.ru/news.php?readmore=791

Приложение 1

Анкета для учащихся

1. Нравится ли тебе пускать мыльные пузыри?

• Да
• Нет

2. Поднимают ли тебе настроение мыльные пузыри?

• Да
• Нет

3. Какой раствор ты используешь для выдувания мыльных пузырей?

• Покупаю
• Делаю сам
• Оба варианта

4. Как ты думаешь, из чего изготавливают мыльные пузыри?

• шампунь
• мыло
• моющие средства
• свой вариант _______________________

Приложение 2

Результаты анкетирования. Вопрос №1

Результаты анкетирования. Вопрос №2

Результаты анкетирования. Вопрос №3

Результаты анкетирования. Вопрос №4

Оборудование: трубочка для выдувания, мерные стаканчики, измерительный цилиндр, шприц и пластиковые стаканчики, воронка. А также кипячёная вода,  жидкость для мытья посуды, детский шампунь, гель для душа, стиральный порошок, детское и хозяйственное мыло, глицерин, нашатырный спирт, пищевой краситель, желатин,  сахар.

В мерную пробирку с помощью воронки набрал 30 мл воды, 5 мл глицерина, 10 мл средства для мытья посуды.

 Перемешал и стал дуть пузыри с  помощью трубочки. Результат записал в таблицу.

Приложение 3

В мерную пробирку с помощью воронки набрал 3 мл горячей воды, 3 мл глицерина, 2 мл моющего средства в порошке, 1 каплю нашатырного спирта.

В мерную пробирку с помощью воронки набрал 5 мл воды, 5 мл обычного геля для душа, ½ чайной ложки сахара.

Приложение 4

Перемешал, немного подождал и стал дуть пузыри с  помощью трубочки.

Приложение 5

В мерную пробирку с помощью воронки набрал 4 мл детского шампуня без слёз,  6 мл дистиллированной  воды, 1 чайную ложку сахара и 1 каплю пищевого красителя.

Приложение 6

В мерную пробирку с помощью воронки набрал 4 мл жидкости для мытья посуды ,  4 мл дистиллированной  воды, 4 мл глицерина, ½  чайной ложки сахарного песка и ½ чайной ложки желатина

Приложение 7

Приложение 8