Исследовательская работа «В чём заключается необычность свойств мыльного пузыря?»

Содержание:

1. Введение

2. Физические основы образования мыльных пузырей

3. Как получаются мыльные пузыри

4. Заключение

5. Список используемой литературы

Цель  моей работы рассмотреть образование мыльных пузырей.

Задачи:

- рассмотреть физические основы образование мыльных пузырей.

- объяснить, как получаются пузыри на опытах.

Актуальность:  Я считаю выбранную тему актуальной, так как процесс образование мыльных пузырей объясняется физическими явлениями, что немаловажно для моего дальнейшего обучения.       

1.  Введение

                                                                                                                  «Мыльный  пузырь

                                                                                              Оторвался  от  трубки

                                                                                              Вот  он  поплыл,

                                                                                              Наподобие  шлюпки…»

                                                                                                                    (Роман Сэф)

Великий английский ученый Кельвин писал: «Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него: вы можете заниматься всю жизнь его изучением, не переставая извлекать из него уроки физики».

      Мыльный пузырь - тонкая многослойная плёнка мыльной воды, наполненная воздухом, обычно в виде сферы с переливчатой поверхностью. Мыльные пузыри обычно существуют лишь несколько секунд и лопаются при прикосновении или самопроизвольно. Их часто используют в своих  играх  дети.

2.   Физические  основы  образования  мыльных  пузырей.

  Плёнка пузыря  состоит  из  тонкого  слоя воды,  заключённого  между  двумя  слоями  молекул.  Молекулы  на  поверхности  воды,  не  имея  над  собой  других  молекул, крепко  связаны  друг  с  другом. Благодаря  этому  явлению  мы  можем  пускать  мыльные  пузыри.

   Пузыри  существуют  потому, что  поверхность  воды  имеет  некоторое  поверхностное  натяжение. Однако, пузырь,  сделанный только  из воды, нестабилен и быстро  лопается.  Для  того,  чтобы  стабилизировать  его  состояние, в  воде  растворяют  мыло.  Когда  мыльная   плёнка  растягивается,  увеличивается  поверхностное  натяжение.  Мыло  усиливает  слабые  участки  пузыря.  Также  мыло  предохраняет  воду  от  испарения,  тем самым  делая  время  жизни  пузыря  ещё  больше.

    Сферическая  форма пузыря  получается  за  счёт  поверхностного  натяжения.  Эта  форма  может  быть  искажена  потоками  воздуха  и  самим  процессом  надувания  пузыря. Однако,  если  оставить  пузырь  плавать  в  спокойном  воздухе,  его  форма  очень  скоро  станет  близкой  к  сферической.

   Если  надувать  пузырь  при  минусовой  температуре,  то  он  может  замёрзнуть.  Но  такой  пузырь  недолговечен,  он  быстро  разрушается.

     Когда  два  пузыря  соединяются  у  них  образуется  общая  стенка.  Правила  которым  подчиняются  пузыри  при  соединении, были  экспериментально  установлены  в  19 веке  бельгийским  физиком  Жозефом  Плато  и  доказаны  математически  в  1976  году  Жаном  Тейлором.  Пузыри  не  подчиняющиеся  этим  правилам, будут  неустойчивыми  и  быстро  примут  правильную  форму  либо  разрушатся.

    Переливчатые  «радужные»  цвета  мыльных  пузырей  получаются  за  счёт  интерференции  световых  волн  и  определяются  толщиной  мыльной  плёнки.

3. Как  получаются  мыльные   пузыри?

  Самый  простой  способ  получить  мыльные  пузыри – использовать  специальную  жидкость  для  мыльных  пузырей (которая  продаётся  в  качестве  игрушки)  или  просто  смешать  мыло  с  водой.  Но последний  способ  может  не  дать  хороших  результатов,  поэтому  вот  несколько  рецептов,  помогающих  улучшить  результат.

1. 600 г  воды + 200 г  жидкого  моющего  средства  для посуды + 100 г глицерина.
2. 600 г горячей  дистиллированной  воды + 300 г  глицерина + 50 г моющего  средства  в  порошке  + 20 капель  нашатырного  спирта.

(Раствор  должен  настояться  несколько  дней, потом  его  надо  отфильтровать  и  перед  употреблением  поставить  на 12 часов  в  холодильник.)

3. 300 г  воды + 300г  жидкого  мыла  для  мытья  посуды + 2 ч. ложки  сахара.
4. 4 ст. ложки  мыльной  стружки  растворить  в  400г  горячей  воды (лучше  это  делать  на  огне). Дать  постоять  неделю. После  этого  добавить  2 ч. ложки  сахара.

Концентрические  купола.

   Требуется:

- раствор  для  мыльных  пузырей

- соломинка

- гладкая  рабочая  поверхность

Ход  опыта:

1. Смочить  рабочую  поверхность.
2. Обмакнуть  соломинку  в  мыльный  раствор, выдуть  пузырь  и  осторожно  положить  на  стекло – получится  купол.
3. Хорошо  смочить  соломинку  в  мыльном  растворе , осторожно  проткнув  первый  купол подуть  в  соломинку- внутри  образуется  купол  меньшего  размера.
4. Повторить  процедуру  в  третий  раз.

Результат:

Каждый  последующий  пузырь  занимает  место предыдущего  и  приводит  к  его  увеличению. Это происходит,  потому что  внутри  мыльного  пузыря  находится  воздух. Появление  нового  пузыря  увеличивает  объём  предыдущего  благодаря  упругости, которую  придаёт  ему  мыло.

Прыгающие  мыльные  пузыри.

  Требуется:

5. шерстяная вещь  ( например, шарф)
6. жидкость  для  мыльных  пузырей
7. соломинка
8. ракетка  для  пинг-понга

Ход  опыта:

1. Обернуть  ракетку  шарфом.
2. Выдуть  шарик  и  постараться  опустить  его  на  ракетку.
3. Осторожно  попробовать  заставить  шарик  подпрыгивать.

Результат:

Мыльный  пузырь, не  меняя  формы  и  не  лопаясь,  мягко  опускается  на  ракетку  и  даже  подпрыгивает.  Это  потому  что  поверхность  пузыря  из  мыла  и  воды   достаточно  упруга.  Пузырь  опирается  на  ворсинки  шарфа  и  как  бы  парит  в  воздухе.

4. Заключение.

  Я   узнала,  из  чего  состоят  мыльные  пузыри. На  опытах  убедилась,  как  образуются  пузыри  и   что  они  имеют  форму  шара.  Не  существует  пузырей  другой  формы.  Но  можно  из   них  создать  самые  невероятные  сооружения  с  помощью  проволочных   форм  различной  конфигурации.  

Выдувать  пузыри  не  так  легко  как  кажется.  Я  убедилась  на  опыте,  что  уменье  выдувать  большие  и  красивые  пузыри – своего  рода  искусство, требующее  упражнения.