Lucrare de cercetare pe tema: „Misterul bulelor de săpun. Proiect de cercetare „Soap Bubbles” Winter Mystery Project of Soap Bubbles

Instituția de învățământ municipal „Școala secundară 9”, Pechory, Republica Komi Lucrări de cercetare pe tema: „Secretele bulelor de săpun” Completat de: elevul 3 clasa „A” Prokopyev Nikolay Supraveghetor Matveenko I.V. Profesor primar, categoria I calificare 2014

4. Efectuați cercetări privind suflarea bulelor de săpun și compoziția lichidului. Scop: Faceți, apoi utilizați în practică rețete pentru bule de săpun, efectuați experimente. 1. Familiarizați-vă cu conceptul de „bule de săpun”. 2. Studiați sursele literare care vorbesc despre bule de săpun. 3. Învață rețete pentru a face bule de săpun. Sarcini:

Ce se întâmplă cu bulele de săpun dacă le pui la congelator sau încerci să le sufli afară iarna la temperaturi de la -8 la -25 de grade. Ipoteza cercetării: Să presupunem că bulele de săpun sunt o peliculă subțire de apă cu săpun. Să spunem că există o rețetă simplă și eficientă pentru bule de săpun. Este posibil să faci bule de săpun acasă?

Am găsit câteva fapte interesante din surse de pe Internet! Înălțimea bulei – 1,5 m Lățime – 3,3 m Înăuntru erau 50 de oameni! Înălțimea bulei – 1,5 m Lățime – 3,3 m Înăuntru erau 50 de oameni! Omul de știință Oleg a fost inclus în Cartea Recordurilor Guinness pentru a crea o bulă de dimensiuni incredibile. Era englezul Sam Hist. Omul de știință Oleg a fost inclus în Cartea Recordurilor Guinness pentru a crea o bulă de dimensiuni incredibile. Era englezul Sam Hist.

Am efectuat experimente folosind soluții gata făcute folosind diferite dispozitive și asta s-a întâmplat! Din săpun de rufe Din șampon pentru bebeluși Din detergent lichid de spălat vase Din praf de spălat Tub cocktail D=3-5 cmD=9 cmD=7-8 cmD=3-4 cm Tub pix D=4-6 cmD=14 cmD=10-12 cmD=5-7 cm Jucărie „Boane de săpun” D=7-8 cmD=20 cm D=11-18 cmD=6-7 cm

Data Temperatura aerului Comportarea bulelor de săpun 14-8 ianuarie Un balon așezat pe zăpadă a înghețat. 1-16 februarie Îngheață la contactul cu suprafața pe măsură ce bula se prăbușește 25-28 ianuarie Bulele la această temperatură sunt mici; îngheață repede, iar dacă le umflați în continuare, la frig izbucnesc bule de săpun!

Taidonova Anastasia și Taidonova Victoria

munca de cercetare

Descărcați:

Previzualizare:

INSTITUȚIE DE ÎNVĂȚĂMÂNT BUGETAR MUNICIPAL

„ȘCOALA GENERALĂ KOPIEVSKAYA

CU STUDIU APROFONDIT AL SUBIECTELOR INDIVIDUALE »

SECȚIUNEA: „CLASE PRIMARE”

LUCRARE DE CERCETARE PE TEMA:

„SECREȚELE BILULUI DE SAPUN”

Finalizat:

Taidonova Anastasia,

Taidonova Victoria

Elevii clasei 4B

Supraveghetor stiintific:

L. V. Kazatskaya,

Profesor primar

Clasele

Kopevo, 2012

Introducere……………………………………………………………………………… 3

Misterul 1: Originea balonului de săpun………………………………………..4

Misterul 2: Ce este un balon de săpun………………………………………………..5

Misterul 3: Baloane de săpun în pictură……………………………………………..5

Misterul 4: „Minge de cristal”…………………………………………………………………9

Secretul 5: Diferite moduri de a face bule de săpun…………...9

Misterul 6: balonul de săpun și Cartea Recordurilor Guinness……….14

Concluzie…………………………………………………………………..16

Referințe…………………………………………………………...17

Anexa…………………………………………………………………………...18

Introducere

Baloanele de săpun sunt o distracție preferată pentru copii și chiar pentru adulți. Ele plutesc în aer, strălucind cu toate culorile curcubeului și aduc mereu un zâmbet.

Un borcan mic cu bule de săpun poate fi acum ușor cumpărat dintr-un magazin. Cu toate acestea, se termină rapid și, de asemenea, nu au o compoziție foarte bună, iar artificiile așteptate ale bulelor de săpun sunt limitate la doar o duzină de bule mici.

Așa că ne-am gândit să facem noi înșine o soluție pentru bule de săpun. Și este și mai bine că dintr-o astfel de soluție se obțin bule mari de săpun.

Mulți dintre noi încearcă să arunce bule mari experimentând la nesfârșit șampoane, pudre și săpunuri. Cu toate acestea, chiar și într-o chestiune atât de simplă, cu săpun, am găsit multe trucuri. Desigur, totul depinde de compoziția bulelor de săpun. Am găsit zece rețete de bule de săpun, dar care este cea mai bună este foarte greu de înțeles, așa că am decis să le încercăm pe toate.

Scopul cercetării noastre:pregătirea și testarea unei soluții pentru bule de săpun acasă.

Sarcini:

Aflați ce sunt bulele de săpun

Găsiți diverse rețete pentru a face baloane de săpun în literatură,

Efectuați experimente pentru a determina calitatea soluției preparate pentru suflarea bulelor de săpun.

Propunem următoarea ipoteză: numai soluția din fabrică produce bule mari de săpun.
Obiect cercetare: bule de săpun.

Articol cercetare: compoziţia bulelor de săpun.

Balon de săpun, poate

cel mai uimitor și cel mai

Un fenomen natural rafinat.

Mark Twain.

„Suflați un balon

si uita-te la el:

poti studia

studiind-o toată viața,

Fără a înceta să extragă

Lecții din asta..."

Kelvin.

Misterul 1: Originea balonului de săpun.

Bulele au existat întotdeauna ca fenomen natural, dar nu ar fi putut să apară înaintea săpunului. Dar te-ai gândit vreodată că săpunul obișnuit este una dintre cele mai vechi invenții ale omenirii? Oamenii nu inventaseră încă lingurile sau furculițele, nu cunoșteau nasturi, ceasuri sau geamuri, dar săpunul exista deja. Și această descoperire are nu mai puțin de 5 mii de ani. Dar întrebarea cine ar trebui să dea palma inventatorului este, ca întotdeauna, controversată.

Arheologii au găsit rețete pentru acest prim detergent în papirusurile egiptene antice. Iar faimosul om de știință și istoric roman Pliniu cel Bătrân, care a trăit în secolul I d.Hr., în „Istoria naturală” a susținut că datorăm invenția săpunului dușmanilor Romei - barbarii (galii și vechii germani). Este greu de spus care dintre națiunile enumerate este adevăratul autor al săpunului.

Chiar și în picturile artiștilor flamanzi din secolul al XVII-lea, au existat adesea imagini cu copii care suflau bule de săpun printr-un pai de lut. În secolele al XVIII-lea și al XIX-lea, copiii suflau bule de săpun folosind apă cu săpun rămasă de la spălare. Suflarea bulelor de săpun a devenit și mai populară când, în 1886, Pears Soap Company a început să-și facă reclame pentru produsul său „aer” folosind faimosul tablou „Bubbles” de John Millais (1829-1896). Și producția de masă de bule de săpun pentru vânzare a început abia în anii 1940.

Misterul 2: Ce este un balon de săpun?

Un balon de săpun este o peliculă subțire multistrat de apă cu săpun umplută cu aer, de obicei sub forma unei sfere cu o suprafață irizată. Baloanele de săpun durează de obicei doar câteva secunde și izbucnesc când sunt atinse sau spontan. Datorită fragilității sale, balonul de săpun a devenit sinonim cu ceva atractiv, dar lipsit de sens și de scurtă durată.

În dicționarul lui Ozhegov este menționat ca ceva strălucitor, dar fragil, o dimensiune umflată. Despre ceva care apare rapid și dispare rapid.

Misterul 3: Baloane de săpun în pictură.

Baloanele de săpun nu pot lăsa pe nimeni indiferent: nici artist, nici clovn, nici om de știință, nici adulți, nici copii. Ne-a plăcut foarte mult „The Bubble Fairies” de Frances Tipton Hunter. Vă prezentăm și lucrări ale altor artiști celebri.

Copii care sufla bule,

Jean Etienne Lyotard (1702 - 1789), școală franceză

bule,

Edouard Manet (1832-1883), 1867, școală franceză

Bubbles, Dawson Dawson-Watson (1864-1939), școală engleză

Misterul 4: Bilele de cristal.

Baloanele de săpun obișnuite arată uimitor de frumoase pe stradă. Înghețând la frig, se transformă într-un fel de bile de sticlă care împodobesc brazii de Crăciun de Anul Nou. Astfel de frumuseți „de cristal” se obțin atunci când temperatura aerului este sub – 7 °C. Faceți un amestec: luați apă topită și diluați șamponul în ea. Este mai bine să suflați bile dintr-un tub de plastic dintr-un pix sau dintr-o pâlnie de uz casnic pentru turnarea lichidelor. Bilele nu sunt deloc fragile, dacă mingea cade, nu se va rupe, pe ea vor apărea doar lovituri. În îngheț ușor (de la –3 la –7 °C) bilele nu îngheață, dar puteți încerca un mic experiment. Încercați să așezați cu atenție câțiva fulgi de zăpadă pe bila suflată - aceștia vor aluneca imediat în partea de jos a bulei, iar procesul de cristalizare va începe în locul în care se află fulgii de zăpadă. În curând vei vedea că bula este complet înghețată. Va îngheța chiar dacă îl așezi pe zăpadă.

Secretul 5: Diferite moduri de a face bule de săpun

Puteți cumpăra o soluție pentru bule de săpun dintr-un magazin sau o puteți pregăti singur. Cine dintre noi nu a folosit sticle de șampon pentru a sufla bule de săpun? Ți-a funcționat?

Nu prea avem. Bulele, desigur, s-au umflat, dar fie au izbucnit imediat, neavând timp să se desprindă de vârful tubului, fie s-au desprins, dar nu au zburat nicăieri, ci au căzut și au izbucnit, fără să mai aibă timp să atingă sol. A fost puțină bucurie de la astfel de bule. Se pare că, pentru a pregăti o compoziție pentru bule de săpun, trebuie să cunoașteți câteva trucuri. Vom vorbi despre ele, sau mai degrabă despre rețetele soluției, acum. Deci, cum să faci bule de săpun?

Experiment - testarea compozițiilor cu bule de săpun.
Pentru acest test au fost selectate 10 rețete.
Etapa 1. Pentru acest experiment au fost necesare următoarele substanțe:
(toate, împreună sau separat, sunt componente ale celor 10 rețete selectate pentru test)
- Apă
- Lichid de spălat vase
- Sampon pentru bebelusi
- Praf de spălat
- Glicerina
- Amoniac
- Alcool polivinilic
- Zahăr
- Fierbător (apă clocotită)
Și de asemenea:
Borcane
Tot felul de recipiente de măsurare
Tuburi
Pentru comoditate, numerotăm borcanele.
Și, desigur, fiecăruia dintre ei i se dă un tub pentru suflarea bulelor, pre-tăiat la capăt.
Etapa 2. Pregătiți 10 soluții de săpun după rețete selectate din literatură și internet.
Compozițiile a 10 rețete de bule de săpun sunt date în anexă
Unele compoziții sunt aceleași la prima vedere, dar într-o chestiune atât de delicată precum un balon de săpun, proporțiile pot juca un rol decisiv.

Etapa 3. Testarea compozițiilor bulelor de săpun.
(Din toate rețetele, experimentele cu compoziția nr. 8 pot fi considerate incorecte, deoarece conform rețetei, compoziția trebuie infuzată timp de câteva zile și filtrată).

Test 1. Înțepăți cu un deget cu săpun.
Pentru a verifica calitatea compoziției bulelor de săpun, trebuie să-l străpungeți cu degetul, după ce îl umeziți cu aceeași soluție de săpun, iar dacă bula nu sparge, atunci compoziția este considerată bună.

Cu toate acestea, toate cele 10 compoziții de săpun au trecut perfect acest test.
Testul 2. Pe durata de viață a unui balon de săpun.
Acest test s-a dovedit a fi cel mai interesant. Au fost umflate 10 bule din 10 compoziții.

Timpul a trecut.
Bulele din compozițiile a 5-a și a 6-a au fost primele care au renunțat, după un timp au izbucnit bulele din compozițiile a 8-a, a 9-a, a 10-a și a 3-a. Apoi echipele a 4-a și a 7-a au rezistat destul de mult timp, dar bulele lor au izbucnit.

Și acum a apărut o adevărată luptă între echipele 1 și 2.

După 30 de minute, a început să pară că aceste bule vor dura pentru totdeauna.
Cu toate acestea, în minutul 35, echipa 1 s-a prăbușit. Exact, uluit! Pentru că această bulă nu a izbucnit, ci s-a dezumflat câteva secunde, ca un balon vechi, lăsând în cele din urmă nu apă cu săpun pe masă, ci o peliculă complet solidă.

Și toate acestea pentru că zahărul era prezent în proporții considerabile în această compoziție. Ultima bulă, compoziția nr. 2, a durat mult mai mult decât celelalte, 50 de minute întregi! Continea putin zahar.
Concluzie: zahărul contribuie la longevitatea bulelor de săpun.

Testul 3. Suflarea bulelor.
După cum am menționat deja, există diverse dispozitive speciale pentru suflarea bulelor mari de săpun. Dar pentru experimentul inițial, luăm un pai de cocktail obișnuit. Pentru fiecare compoziție se fac mai multe încercări de a umfla cea mai mare bulă posibilă. Și trebuie să spun că multe compoziții au dat rezultate foarte bune. Interesant este și faptul că, de exemplu, din compoziția nr.1, care a durat 30 de minute în testul precedent, s-au obținut aproape cele mai mici bule. Aceasta înseamnă că durata de viață a bulei nu este cel mai important lucru.
Baloane de săpun de compoziții: 2,7,8 câștig la acest test. Ele sunt urmate de compoziții: 3 și 4. Apoi toate celelalte.

Astfel, putem concluziona: bulele de săpun conform celei de-a doua rețete s-au dovedit a fi cele mai persistente și mai mari.

Misterul 6: balon de săpun și Cartea Recordurilor Guinness.

Privește cu atenție această imagine. Acesta nu este Photoshop, nu este un efect vizual. Acesta este un balon de săpun! Un adevărat balon de săpun, cu excepția faptului că este pur și simplu uriaș. Ai zice că acest lucru este imposibil? Dar nu, pentru că SUA și Marea Britanie au învățat de mult să producă echipamente capabile să sufle bule de săpun uriașe. Antreprenorul londonez de 37 de ani, Samsam Bubbleman, a reușit să creeze cel mai mare balon de săpun din lume. Bula lui măsoară 20 x 5 x 5 picioare, în prezent este considerat un campion și, prin urmare, este inclusă în Cartea Recordurilor Guinness. Bubbleman folosește bule ca promoții pentru propria companie. Pentru a crea așa ceva, este necesar un echipament special, așa cum am spus deja mai sus. Nu te vei putea descurca cu un set obisnuit de sapun pentru copii.

El însuși și-a dezvoltat propriile formule pentru crearea apei cu săpun, în plus, lucrează doar cu propriul echipament. Alte firme și companii folosesc serviciile antreprenorului. Domnul Bubbleman (sau, mai simplu, Sam este un hit) păstrează secretul creării de bule de săpun uriașe într-un secret bine păzit.

Concluzie

După ce am studiat literatura și am efectuat experimente, am ajuns la concluzia că secret A face bule de săpun folosind detergent lichid, săpun și apă este foarte simplă.

Apa trebuie să fie moale sau, și mai bine, distilată. Apa grea datorită conținutului său de minerale va provoca bule fragile care nu vor dura mult timp. Cel mai simplu mod de a face apa mai moale este să o fierbi bine și să o lași să se așeze. Este mai bine să luați apă caldă; săpunul se va dizolva mai repede.

Cel mai bun săpun pentru bule este săpunul simplu de uz casnic, produs intern. Sunt bune și bulele de „Glycerin” sau orice detergent lichid.

Durata de viață a unei bule depinde de cât timp rămâne umedă. Glicerina este excelentă pentru a încetini timpul de uscare.

Aș dori să-mi închei discursul cu poeziile lui Marshak.

...Strălucind cu o peliculă netedă,

Extinderea în lățime

Iese fraged, subțire,

Bulă pictată.

Un balon umflat decolează

Mai transparent decât sticla.

Parcă ar fi înăuntru

Oglinzile strălucesc...

Vă mulțumim pentru atenție.

Vor fi întrebări?

Referințe

Ya. E. Geguzin – „Bubbles”
Wikipedia - enciclopedia liberă

Textul lucrării este postat fără imagini și formule.
Versiunea completă a lucrării este disponibilă în fila „Fișiere de lucru” în format PDF

1. Partea teoretică 5

1.1. Originea bulelor de săpun 5

1.2. Aspecte teoretice ale studiului bulelor de săpun 6

1.3. Forma sferică a bulelor de săpun 8

1.4. Optica cu bule de săpun 9

1.5. Proprietățile bulelor de săpun la frig. 12

2. Partea practică 15

2.1. Metoda de a face bule de săpun 15

2.2. Experimentul 16

Bibliografie 19

Anexa 1. 20

Anexa 2. 22

Anexa 3. 24

Anexa 4. 25

Introducere

„Un balon de săpun, poate,

cel mai uimitor și cel mai

un fenomen natural rafinat.”

Mark Twain

Relevanţă.

Îmi place foarte mult să suflu bule de săpun. Îmi place să le admir forma rotundă și suprafața strălucitoare cu diferite culori. Întotdeauna mi-am dorit să fac o bula care să nu arate ca o minge, astfel încât forma ei să semene cu forma unui cub sau cu capul unui animal. Dar, din păcate, întotdeauna am primit doar bule de săpun rotunde.

De ce bulele de săpun au o formă rotundă, ca bile? Poate că dacă folosești anumite rame pentru a umfla o bulă, vei obține o bulă de altă formă? Este posibil să pregătiți acasă o soluție pentru suflarea bulelor? De ce se descompun atât de ușor? Să luăm în considerare problema obținerii de bule de săpun rotunde.

Crearea și studierea bulelor de săpun vă permite să demonstrați și să „simți” multe legi fizice care sunt de cea mai mare importanță în știință și tehnologie.

Pe baza contradicțiilor descrise, am identificat obiectul, subiectul și scopul cercetării noastre.

Obiectul de studiu: bule de săpun.

Subiectul cercetării: forma, compoziția și proprietățile bulelor de săpun.

Eu propun următoarele ipoteză: Folosind diferite rame, puteți face bule de săpun necirculare.

Scopul cercetării mele: identificați proprietățile bulelor de săpun și metodele de preparare a acestora.

Îmi voi atinge scopul hotărând sarcini:

colectează informații despre prepararea, proprietățile și forma bulelor de săpun;

pregătiți o soluție pentru a face bule de săpun acasă și obțineți bule de săpun din ea;

analizați rezultatele teoretice și practice ale producerii bulelor de săpun, proprietățile și forma acestora.

Etape de cercetare:

colectează informații despre forma și proprietățile bulelor de săpun (întreaba-ți părinții, citește într-o carte, găsește pe Internet);

cumpărați rame de diferite forme geometrice pentru suflarea bulelor;

pregătiți o soluție pentru bule de săpun;

determinați care soluție pentru a face bule este cea mai bună;

încercați să suflați bule de diferite forme geometrice;

comparați rezultatele teoretice și practice ale realizării bulelor de săpun;

Metode și tehnici: observare, experiment, analiză.

Partea teoretică
1. Originea bulelor de săpun

Ziua de naștere a balonului de săpun rămâne un mister până astăzi. Dar se știe cu siguranță că în timpul săpăturilor din Pompeiul antic, arheologii au descoperit fresce neobișnuite înfățișând tineri pompeieni suflând bule de săpun. Se pare că aveau propriile lor secrete pentru a face săpun.

În Evul Mediu, o imagine a unui înger care suflă bule a fost plasată pe pietre funerare și a fost adăugată inscripția: „Nimeni nu va scăpa de asta”. Prin aceasta, se pare, au vrut să spună că viața este fragilă, ca un balon de săpun.

În secolul al XIX-lea, au fost emise cărți poștale cu imaginea unui băiat care sufla bule.

Distracția zadarnică a unui tânăr care sufla bule de săpun.

Baloanele de săpun nu erau doar distracția copiilor, ci și un obiect pentru care filosofii să se gândească la sensul vieții. Nu doar un fenomen natural frumos, ci și de interes pentru oamenii de știință serioși. În urmă cu o sută de ani, Charles Boyce a publicat lucrarea fundamentală „Soap Bubbles”, care până în prezent este atât o carte amuzantă pentru copii, cât și o carte de referință pentru fizicienii teoreticieni și experimentaliști.

Nu mai târziu de 1839.

Astfel, bulele de săpun i-au încântat pe copii și pe adulți încă din vremea anticului Pompei. Ele au fost de interes pentru filozofi, artiști și oameni de știință de secole, fără a lăsa pe nimeni indiferent în secolul XXI.

1. Aspecte teoretice ale studiului bulelor de săpun

Un balon de săpun este o peliculă subțire de apă cu săpun care formează o minge cu o suprafață irizată.

Filmul cu bule este alcătuit dintr-un strat subțire de apă prins între două straturi de molecule, cel mai adesea săpun (Figura 1).

Figura 1. Diagrama structurii unei pelicule cu bule de săpun.

A și C - un strat de molecule de săpun; B - stratul de molecule de apă

Aceste straturi constau din molecule destul de complexe - sirene - dintre care o parte este hidrofilă (îi place să intre în contact cu apa), iar cealaltă este hidrofobă (evită un astfel de contact, se tem de apă).

Partea hidrofilă reprezintă sarcini electrice separate care au un moment dipol. Este atras de un strat subțire de apă. În timp ce cea hidrofobă, care este o „coadă” a unui lanț de carbon lung de 2,5 nm, dimpotrivă, este împins afară. Ca rezultat, se formează straturi care protejează apa de evaporarea rapidă și, de asemenea, reduc tensiunea superficială (Figura 2).

Cu toate acestea, un balon format numai din apă este instabil și va izbucni rapid. Pentru a-și stabiliza starea, agenții tensioactivi, cum ar fi săpunul și glicerina, sunt dizolvați în apă.

Figura 2. Schema structurii moleculelor cu părți hidrofile și hidrofobe.

Măsurătorile directe au relevat că tensiunea superficială a apei scade de două ori și jumătate: de la 7∙10 -2 la 3∙10 -2 J/m 2 .

Când filmul de săpun se întinde, moleculele de săpun rămase vor ieși din volumul său la suprafață, completând construcția palisadei. Astfel, săpunul întărește selectiv zonele slabe ale bulei, împiedicându-le să se întindă mai mult. Când toate moleculele surfactantului părăsesc volumul filmului, întinderea sa în continuare va duce la distrugerea bulei. Filmul unui balon de săpun este unul dintre cele mai subțiri lucruri care pot fi văzute cu ochiul liber.

1. Forma sferică a bulelor de săpun

O bula există deoarece suprafața oricărui lichid (în acest caz apa) are o anumită tensiune superficială. Prezența forțelor de tensiune superficială face ca suprafața unui lichid să arate ca o peliculă elastică întinsă, singura diferență fiind că forțele elastice din film depind de suprafața sa (adică de modul în care filmul este deformat), iar forțele de tensiune superficială nu depind de suprafața lichidului.

Baloanele de săpun sunt o ilustrare fizică a problemei de suprafață minimă, o problemă matematică complexă. Deși se știe încă din 1884 că un balon de săpun are o suprafață minimă pentru un anumit volum, abia în 2000 s-a dovedit că două bule combinate au și o suprafață minimă pentru un anumit volum combinat. Această problemă a fost numită teorema bulei duble.

Forma sferică poate fi distorsionată semnificativ de fluxurile de aer și, prin urmare, de procesul de umflare a bulei în sine.

Cu toate acestea, dacă bula este lăsată să plutească în aer calm, forma ei va deveni foarte curând aproape sferică. Geometria bulelor de săpun încă îi încurcă pe matematicieni.

Din punctul de vedere al fizicii, o bula este sferică numai dacă forța gravitației nu forțează lichidul să se miște în volumul filmului cu bule și, prin urmare, nu duce la faptul că filmul din partea de jos este mai gros decât în partea de sus, iar forma este distorsionată.

1. Optica cu bule de săpun

Arde ca coada unui păun.

Ce culori nu contine?

Liliac, rosu, albastru,

Culoare verde, galbenă.

Un balon umflat decolează,

Mai transparent decât sticla.

Parcă ar fi înăuntru

Oglinzile strălucesc.

Lumini în spațiul deschis

Joacă o minge ușoară

Apoi marea devine albastră în ea,

În ea arde un foc.

S. Ya. Marshak „bule de săpun”

Unul dintre cei mai mari fizicieni este Thomas Young, care cu cercetările sale a fundamentat conceptele ondulatorii ale luminii și, în special, natura fenomenelor de interferență și culorile filmelor subțiri.

În mod surprinzător, o peliculă dintr-un lichid incolor, o soluție de săpun în apă, iluminată de lumină albă, este colorată cu toate culorile curcubeului. Să vedem de ce se întâmplă asta.

Culoarea bulelor de săpun se explică prin interferența undelor reflectate de pe suprafețele exterioare și interioare ale filmului. Calea razelor în peliculele subțiri este prezentată în Figura 4.

Interferența undelor luminoase numită adăugarea a două unde coerente, în urma cărora se observă o creștere sau scădere a vibrațiilor luminoase rezultate în diferite puncte din spațiu.

Figura 4. Interferența razelor de lumină pe suprafața unui balon de săpun.

Am aflat cum apare culoarea bulelor de săpun, dar de ce unele au culoarea curcubeului, iar altele nu?

Îndoiala, credința, ardoarea patimilor vii

Jocul cu bule de aer:

Acela a fulgerat ca un curcubeu, iar acesta era gri

Și toată lumea va zbura

Aceasta este viața oamenilor.

La început, pelicula este incoloră, deoarece are o grosime aproximativ egală. Apoi soluția curge treptat în jos. Datorită grosimilor diferite ale peliculelor subțiate inferioare și superioare, apare o culoare curcubeu.

Pentru a termina povestea despre optica unui balon de săpun, trebuie neapărat să vorbim despre dungile negre și petele de culoarea acestuia. Bula va izbucni exact în acest loc cel mai subțire și mai slab. Dacă grosimea filmului este foarte mică în comparație cu lungimea de undă, atunci razele se vor anula reciproc. Aceasta înseamnă că pe film apare o culoare neagră.

Deci, bulele de săpun capătă o culoare curcubeu datorită fenomenului de interferență a undelor luminoase reflectate de pe suprafețele exterioare și interioare ale filmului.

1.5. Proprietățile bulelor de săpun la frig.

Când este răcită lent, bula devine suprarăcită și îngheață la aproximativ -7°C. Filmul se dovedește a nu fi fragil, așa cum s-ar părea că ar trebui să fie o crustă subțire de gheață. Dacă lăsați un balon de săpun cristalizat să cadă pe podea, acesta nu se va rupe și nu se va transforma în fragmente sonore, precum o minge de sticlă folosită pentru a împodobi bradul de Crăciun. Pe ea vor apărea lovituri, iar fragmentele individuale se vor răsuci în tuburi. Filmul se dovedește a nu fi fragil, prezintă plasticitate. Plasticitatea filmului se dovedește a fi o consecință a micșorării grosimii sale.

La suflarea bulelor în îngheț sever -20°C, -25°C, apar imediat cristale mici în diferite puncte de pe suprafață, care cresc rapid și în cele din urmă se contopesc într-o singură imagine, într-o frumusețe nu inferioară modelelor geroase de pe fereastră.

Mecanismul discutat anterior al structurii bulelor de săpun ne permite să înțelegem procesul de îndepărtare a murdăriei folosind apă cu săpun. Partea hidrofilă a detergentului interacționează cu apa, pătrunde în apă și poartă cu ea o particulă de poluant atașată la capătul hidrofob.

În meteorologie și aeronautică, prototipul unui balon de săpun - un aerostat (balon) - este folosit pentru recunoașterea vremii și călătoriile aeriene interesante. Învelișul unui balon de săpun conține aer cald, care (după cum se știe) are o densitate mai mică decât aerul rece, motiv pentru care bula este capabilă să se ridice în sus. Un balon decolează pe cer folosind același principiu.

Folia de săpun întinsă peste rame poate căpăta cel mai incredibil aspect. Această proprietate este utilizată pe scară largă de arhitecți și designeri.

În industria minieră, flotația se realizează folosind bule, dar bule de aer: procesul de îmbogățire a minereurilor miniere. Bulele din soluție învăluie particulele de minereu și le ridică la suprafață, în timp ce roca sterilă rămâne în partea de jos.

Baloanele de săpun sunt folosite și în industria de rafinare a petrolului. Pentru a transforma uleiul în diverse materiale necesare umanității, acesta trebuie să fie rafinat. Pentru rafinarea eficientă a petrolului, oamenii de știință ruși propun utilizarea micelilor - în esență, bule de săpun. Acestea și alte studii ale agenților tensioactivi sunt susținute de granturi rusești și internaționale. Oamenii de știință de la Institutul de Fizică Chimică din Moscova al Academiei Ruse de Științe au fost printre primii care au descoperit că, dacă se adaugă apă și agenți tensioactivi la uleiul deja purificat, în ulei se formează „bule de săpun” stabile umplute cu apă. S-a dovedit că în aceste bule, pe care oamenii de știință le-au numit „micelii”, pot avea loc diferite reacții chimice. Oamenii de știință au proiectat astfel de „microreactoare” pentru prelucrarea oxidativă a materiilor prime de hidrocarburi. Așa-numita oxidare în fază lichidă a hidrocarburilor face posibilă transformarea uleiului în acizi organici, esteri și monomeri. Din aceste substanțe se obțin apoi polimeri, coloranți, medicamente și multe altele.

Se dovedește ce bulă uimitoare, simplă este și cât de multe beneficii a adus oamenilor!

Partea practică
1. Metoda de a face bule de săpun

Reteta de gatit

De fapt, rețeta de a face bule de săpun folosind detergent lichid, săpun și apă este foarte simplă. Apa trebuie să fie moale sau, și mai bine, distilată.

Ce detergent ar trebui să folosesc? Orice săpun de rufe, tot felul de săpun de toaletă, șampoane etc.

Pentru bule cu viață lungă, se recomandă adăugarea a 1/3 din volumul de glicerină pură la soluția rezultată. Cât durează bula depinde de cât timp rămâne umedă. Glicerina este excelentă pentru a încetini timpul de uscare. O soluție apoasă de zahăr și gelatină funcționează în același mod.

Proporțiile de dizolvare a săpunului depind foarte mult de zona dvs. și de perioada curentă a anului, deoarece factori precum temperatura, umiditatea aerului și altele asemenea afectează foarte mult calitatea bulelor. Intervalul mediu este de 10 părți apă la o parte săpun. Proporțiile de glicerină sunt adăugate de la 1/5 la 1/3 părți față de volumul amestecului de săpun sau 1/4 parte din soluția de zahăr cu gelatină.

Instrumente de suflare

Cea mai simplă buclă de sârmă. Luați o bucată de sârmă subțire, dar rigidă și formați o buclă de aproximativ 4 cm în diametru la unul dintre capete. Pentru utilizare, scufundați bucla în soluție și suflați ușor.

Paiele de cocktail da rezultate bune. Efectul va fi mai bun dacă faceți 4 tăieturi scurte (aproximativ 3cm) pe unul dintre capete și le întindeți în direcții diferite, ca un mușețel.

Pâlnie bucatarie pentru turnarea lichidelor.

1. Experiment

Eu și mama, tata și am făcut următoarele experimente acasă:

100 ml de apă au fost turnați în două pahare și s-au adăugat 30 ml de glicerină în fiecare pahar. Apoi s-au adăugat 10 ml de detergent Fairy în primul pahar, iar în al doilea pahar s-au adăugat 10 ml de șampon pentru copii. Conținutul paharelor a fost amestecat cu o lingură de porțelan. S-au suflat bule din lichidul preparat.

Observatii: Este mai bine să aruncați bule de săpun dintr-o soluție care conține detergent Fairy (Anexa 1).

Din lichidul preparat în experimentul 1, am încercat să suflam bule de diferite forme folosind un pai de cocktail, o pâlnie și rame speciale de diferite forme geometrice pentru suflarea bulelor, achiziționate din magazin. Ne-am uitat cu atenție la culoarea bulelor

Observatii: bulele de săpun suflate au doar o formă rotundă, sferică. La început, toate bulele au fost transparente, dar când razele de lumină le-au lovit, au devenit multicolore (Anexa 2).

Am turnat suficientă soluție de săpun în farfurie, astfel încât fundul plăcii să fie acoperit cu un strat de 2-3 mm, am pus o jucărie ștrumf în mijloc și am acoperit-o cu o pâlnie. Apoi, ridicând încet pâlnia, au suflat în tubul ei îngust, iar când această bulă a ajuns la o dimensiune suficientă, au înclinat pâlnia în lateral, eliberând bula de sub ea.

Observatii: o jucărie mică a ajuns într-un balon de săpun (Anexa 3). A fost foarte frumos.

Am aprins o lumânare. Folosind pâlnia din experimentul anterior, am suflat un balon și am îndreptat pâlnia spre flacăra lumânării.

Observatii: flacăra lumânării s-a deviat vizibil în lateral (Anexa 4).

Experimentul 5. Cristalizarea bulelor de săpun.

Am ieșit pe balcon, unde temperatura aerului era de -10 grade. Am suflat bule în frig.

Observatii: Baloanele noastre de săpun nu s-au cristalizat, deși am găsit o afirmație în literatură că ele cristalizează la o temperatură de -7 grade.

Concluzii

În cursul cercetării mele, am formulat următoarele concluzii:

1. Când este umflat, un balon de săpun poate avea doar formă rotundă, deoarece forțele de tensiune superficială tind să dea balonului de săpun forma unei mingi.

2. Baloanele de săpun dintr-un lichid incolor, iluminate de lumină albă, sunt colorate cu toate culorile curcubeului datorită fenomenului de interferență a undelor luminoase.

3. Cel mai bine este să folosiți detergentul Fairy pentru a face bule de săpun acasă.

4. Pelicula unui balon de săpun este mereu în tensiune și apasă pe aerul conținut în ea, astfel încât forța celor mai subțiri filme nu este atât de neînsemnată.

5. Puteți sufla cu bule de săpun în jurul obiectelor. Acest lucru este foarte interesant.

Bibliografie

Blinov L. Molecule de sirenă // „Știință și viață”, nr. 4, - 1989.

Geguzin Ya.E. Bubbles - M.: Nauka, 1985.

Baloane de săpun uriașe. Dispozitiv pentru suflarea bulelor de săpun Brevet RF nr. 2139119

Perelman Y. „Fizica distractivă”, Moscova, 1967.

Bubbles in the frig // „Știință și viață”, nr. 2, - 1982.

Schwartz A., Perry J., Bern D., Surfactanți și detergenți - M., 1960

Lushchekina O.B. Spectacol de bule de săpun, sau unde munca la un proiect poate duce // ziarul „Fizica”, nr. 22, - 2004.

Resurse de internet:

http://www.jtan.com/antibubble/;

http://www.eskimo.com/~billb/amateur/antibub/antibub1.html