Дослідницька робота "таємниця мильних бульбашок" – презентація. Старт у науці Дослідницький проект мильні бульбашки
Текст роботи розміщено без зображень та формул.
Повна версіяроботи доступна у вкладці "Файли роботи" у форматі PDF
1. Теоретична частина 5
1.1. Походження мильних бульбашок 5
1.2. Теоретичні аспектививчення мильних бульбашок 6
1.3. Сферична форма мильних бульбашок 8
1.4. Оптика мильної бульбашки 9
1.5. Властивості мильних бульбашок на морозі. 12
2. Практична частина 15
2.1. Методика приготування мильних бульбашок 15
2.2. Експеримент 16
Бібліографічний список 19
Додаток 1. 20
Додаток 2. 22
Додаток 3. 24
Додаток 4. 25
Вступ
«Мильна бульбашка, мабуть,
найчудовіше і найчудовіше
вишукане явище природи».
Марк Твен
Актуальність.
Я дуже люблю пускати мильні бульбашки. Мені подобається милуватися їхньою круглою формою і поверхнею, що переливається різними фарбами. Мені завжди хотілося, щоб у мене вийшов міхур не схожий на кулю, щоб форма його нагадувала форму куба або голову якоїсь тварини. Але, на жаль, мильні бульбашки у мене виходили завжди лише круглі.
Чому ж мильні бульбашки мають круглу форму, як кульки? Можливо, якщо використовувати для надування міхура певні каркаси, то вийде міхур іншої форми? А чи можна в домашніх умовах приготувати розчин для видування бульбашок? Чому вони так легко руйнуються? Розглянемо проблему отримання круглих мильних бульбашок.
Виготовлення та вивчення мильних бульбашок дозволяє продемонструвати, «відчути» безліч фізичних законів, які мають найважливіше значення в науці та техніці.
Виходячи з описаних протиріч, ми позначили об'єкт, предмет і мету нашого дослідження.
Об'єкт дослідження:мильні бульбашки.
Предмет дослідження:форма, склад та властивості мильних бульбашок.
Я висунула наступну гіпотезу:використовуючи різні каркаси, можна приготувати мильні бульбашки некруглої форми.
Мета мого дослідження:виявити властивості мильних бульбашок та способи їх приготування.
Поставленої мети я досягну, вирішуючи завдання:
зібрати інформацію про приготування, властивості та форму мильних бульбашок;
приготувати розчин для виготовлення мильних бульбашок у домашніх умовах та отримати з нього мильні бульбашки;
проаналізувати теоретичні та практичні результати отримання мильних бульбашок, їх властивостей та форми.
Етапи дослідження:
зібрати інформацію про форму та властивості мильних бульбашок (запитати у батьків, прочитати в книзі, знайти в Інтернеті);
купити каркаси різної геометричної форми для видування бульбашок;
приготувати розчин для мильних бульбашок;
визначити який розчин для приготування бульбашок найкращий;
спробувати видути бульбашки різної геометричної форми;
порівняти теоретичний та практичний результат виготовлення мильних бульбашок;
Методи та прийоми:спостереження, експеримент, аналіз.
- Теоретична частина
- Походження мильних бульбашок
День народження мильної бульбашки і досі залишається загадкою. Але достеменно відомо, що під час розкопок стародавньої Помпеї археологи виявили незвичайні фрески із зображенням юних помпейців, що видують мильні бульбашки. Мабуть, вони мали свої секрети виробництва мила.
У Середньовіччі зображення ангела, що пускає бульбашки, поміщали на надгробки і додавали напис: «Від цього ніхто не піде». Цим, мабуть, хотіли сказати, що життя тендітне, як мильна бульбашка.
У 19 столітті випускали листівки із зображенням хлопчика, що пускає бульбашки.
Суєтні розваги молода людина, що пускає мильні бульбашки.
Мильні бульбашки були не лише дитячою забавою, а й об'єктом для роздумів філософів про сенс життя. Не просто гарним явищем природи, а й цікавили серйозних вчених. Чарльз Бойс сто років тому опублікував фундаментальну працю «Мильні бульбашки», яка досі є як дитячою забавною книжкою, так і настільною посібником для фізиків-теоретиків та експериментаторів.
Не пізніше 1839 року.
Таким чином, мильні бульбашки радували дітей та дорослих ще за часів давньої Помпеї. Цікавили філософів, художників, вчених упродовж століть, не залишаючи байдужих і у 21 столітті.
- Теоретичні аспекти вивчення мильних бульбашок
Мильна бульбашка - це тонка плівка мильної води, яка формує кулю з переливчастою поверхнею.
Плівка міхура складається з тонкого шару води, укладеного між двома шарами молекул, найчастіше мила (рисунок 1).
Малюнок 1. Схема будови плівки мильної бульбашки.
А і С – шар молекул мила; В - шар молекул води
Ці шари складаються з досить складних молекул – русалок – одна частина, яких є гідрофільною (любить контактувати з водою), а інша гідрофобною (уникають подібного контакту, «бояться» води).
Гідрофільна частина є розділеними електричними зарядами, що володіють дипольним моментом. Вона приваблюється тонким шаром води. У той час як гідрофобна - «хвіст» з вуглецевого ланцюжка довжиною 2,5 нм, навпаки, виштовхується. В результаті утворюються шари, що захищають воду від швидкого випаровування, а також зменшують поверхневий натяг (рисунок 2).
Однак, міхур, зроблений тільки з води, нестабільний і швидко лопається. Для того щоб стабілізувати його стан, у воді розчиняють поверхнево-активні речовини, наприклад мило і гліцерин.
Малюнок 2. Схема будови молекул, що мають гідрофільні та гідрофобні частини.
Прямими вимірами було встановлено, що поверхневий натяг води знижується вдвічі з половиною: від 7 ∙10 -2 до 3∙10 -2 Дж/м 2 .
Коли мильна плівка розтягується, з її обсягу на поверхню виходитимуть молекули мила, що залишилися, добудовуючи частокіл. Таким чином мило вибірково посилює слабкі ділянки міхура, не даючи їм розтягуватися далі. Коли всі молекули поверхнево активної речовини вийдуть з обсягу плівки, її подальше розтягнення призведе до руйнування міхура. Плівка мильного міхура є однією з найтонших речей, які доступні неозброєному зору.
- Сферична форма мильних бульбашок
Бульбашка існує тому, що поверхня будь-якої рідини (в даному випадку води) має деякий поверхневий натяг. Наявність сил поверхневого натягу робить поверхню рідини схожою на пружну розтягнуту плівку, з тією різницею, що пружні сили в плівці залежать від площі її поверхні (тобто від того, як плівка деформована), а сили поверхневого натягу не залежать від площі поверхні рідини.
Мильні бульбашки є фізичною ілюстрацією проблеми мінімальної поверхні, складної математичного завдання. Незважаючи на те, що з 1884 відомо, що мильний міхур має мінімальну площу поверхні при заданому об'ємі, тільки в 2000 році було доведено, що два об'єднаних міхура також мають мінімальну площу поверхні при заданому об'єднаному об'ємі. Це завдання було названо теоремою подвійного міхура.
Сферична форма може бути суттєво спотворена потоками повітря і тим самим самим процесом надування міхура.
Однак якщо залишити міхур плавати в спокійному повітрі, його форма незабаром стане близькою до сферичної. Геометрія мильних бульбашок досі спантеличує математиків.
З погляду фізики, міхур сферичний лише тому випадку, якщо сила тяжкості не змушує переміщатися рідина обсягом плівки міхура, отже, призводить до того, що плівка внизу виявляється товщі, ніж угорі, і форма спотворюється.
- Оптика мильної бульбашки
Світиться, як хвіст павичів.
Яких квітів у ньому немає!
Ліловий, червоний, синій,
Зелений, жовтий.
Злітає куля надута,
Усередині його начебто
Виблискують дзеркала.
Вогнями на просторі
Грає легку кулю,
То в ньому синіє море,
То в ньому спалахує пожежа.
С. Я. Маршак «Мильні бульбашки»
Один із найбільших фізиків Томас Юнг, який своїми дослідженнями обґрунтував хвильові уявлення про світло і, зокрема, про природу явищ інтерференції, кольори тонких плівок.
Дивно – плівка з безбарвної рідини, розчину мила у воді, освітлена білим світлом, розцвічується всіма кольорами веселки. Побачимо, чому це відбувається.
Забарвлення мильних бульбашок пояснюється інтерференцією хвиль відбитих від зовнішньої та внутрішньої поверхні плівки. Хід променів у тонких плівках зображено малюнку 4.
Інтерференцією світлових хвильназивається складання двох когерентних хвиль, внаслідок якого спостерігається посилення або ослаблення результуючих світлових коливань у різних точках простору.
Малюнок 4. Інтерференція світлових променів лежить на поверхні мильного міхура.
Ми з'ясували, як з'являється забарвлення мильних бульбашок, але чому ж одні мають райдужне забарвлення, а інші – ні?
Сумнів, віра, запал живих пристрастей
Гра повітряних мильних бульбашок:
Той веселкою блиснув, а цей сірий
І розлетяться всі
Ось життя людей.
Спочатку плівка безбарвна, тому що має приблизно рівну товщину. Потім розчин поступово стікає донизу. Через різну товщину нижньої потовщеної та верхньої витонченої плівки з'являється райдужне забарвлення.
Щоб закінчити розповідь про оптику мильної бульбашки, обов'язково треба сказати про чорні смужки і плями в його забарвленні. Бульбашка лопне саме в цьому, найтоншому і найслабшому місці. Якщо товщина плівки дуже мала порівняно з довжиною хвилі, то промені гаситимуть один одного. А це означає, що виникає чорне фарбування плівки.
Отже, мильні бульбашки набувають райдужного забарвлення завдяки явищу інтерференції світлових хвиль відбитих від зовнішньої та внутрішньої поверхні плівки.
1.5. Властивості мильних бульбашок на морозі.
Бульбашка при повільному охолодженні переохолоджується і замерзає приблизно при -7°C. Плівка виявляється не тендітною, якою, здавалося б, має бути тонка скоринка льоду. Якщо дати можливість мильному міхура, що закристалізувався, впасти на підлогу, він не розіб'ється, не перетвориться на дзвінкі уламки, як скляну кульку, якою прикрашають ялинку. На ньому з'являться вм'ятини, окремі уламки закрутяться у трубочки. Плівка виявляється не крихкою, вона виявляє пластичність. Пластичність плівки виявляється наслідком небагато її товщини.
При видуванні бульбашок на сильному морозі -20°C -25°C відразу ж у різних точках поверхні виникають дрібні кристалики, які швидко розростаються і, нарешті, зливаються в єдину картину, по красі, що не поступається морозним малюнкам на вікні.
Застосування мильних бульбашок
Раніше розглянутий механізм будови мильних бульбашок дозволяє зрозуміти процес видалення бруду за допомогою мильної води. Гідрофільна частина миючої речовини взаємодіє з водою, проникає у воду та захоплює із собою частинку забруднюючої речовини, приєднану до гідрофобного кінця.
У метеорології та аеронавтиці прототип мильного міхура - аеростат ( повітряна куля) - використовується для розвідки погоди та захоплюючих повітряних подорожей. В оболонці мильного міхура знаходиться гаряче повітря, яке (як відомо) має меншу щільність, ніж холодне і власне, тому міхур здатний підніматися вгору. За таким самим принципом злітає в небо аеростат.
Мильна плівка, натягнута на каркаси, може набувати найнеймовірнішого, здавалося б, вигляду. Цією властивістю широко користуються архітектори та конструктори.
У гірничій промисловості за допомогою бульбашок, але повітряних проводять флотацію: процес збагачення гірських руд. Пухирці в розчині обволікають частинки руди і піднімають її на поверхню, а порожня порода залишається на дні.
Також мильні бульбашки використовуються у нафтопереробній промисловості. Щоб перетворити нафту на різні матеріали, необхідні людству, її доводиться переробляти Для ефективної переробкинафти російські вчені пропонують використовувати міцели - по суті мильні бульбашки. Ці та інші дослідження ПАР підтримуються російськими та міжнародними грантами. Вчені московського Інституту хімічної фізики РАН одні з перших з'ясували, що якщо вже очищену нафту додати води та поверхнево-активні речовини, то в нафті утворюються стабільні "мильні бульбашки", наповнені водою. Виявилося, що у цих бульбашках, які вчені назвали "міцелами", можуть відбуватися різні хімічні реакції. Вчені сконструювали такі "мікрореактори" для окисної переробки вуглеводневої сировини. Так зване рідкофазне окиснення вуглеводнів дозволяє перетворити нафту на органічні кислоти, ефіри, мономери. Саме з цих речовин потім отримують полімери, барвники, ліки та багато іншого.
Ось, виявляється, який він дивовижний, простий міхур, і скільки приніс людям користі!
- Практична частина
- Методика приготування мильних бульбашок
Рецептура приготування
Насправді рецепт приготування мильних бульбашок з використанням рідких миючих засобів, мила і води дуже простий. Вода має бути м'яка або, ще краще, дистильована.
Який миючий засіб застосувати? Будь-яке, господарське мило, різні сорти туалетного мила, шампуні і т.д.
Для бульбашок- довгожителів рекомендується додавання в розчин 1/3 об'єму чистого гліцерину, що вийшов. Як довго живе міхур, залежить від того, як довго він залишатиметься вологим. Гліцерин добре уповільнює час висихання. Також діє і водний розчин цукру з желатином.
Пропорції розчинення мила сильно залежать від вашої місцевості та поточної пори року, оскільки такі фактори, як температурний режим, вологість повітря та подібні – сильно впливають на якість бульбашок. Середній діапазон – 10 частин води до однієї частини мила. Пропорції гліцерину додають від 1/5 до 1/3 частин по відношенню до об'єму мильної суміші або 1/4 частини розчину цукру з желатином.
Інструменти для видування
Найпростіша дротяна петля. Берете відрізок тонкого та жорсткого дроту і формуєте на одному з його кінців петлю приблизно 4 см в діаметрі. Для використання занурюєте петлю в розчин і м'яко дме.
Коктейльні соломкидають непоганий результат. Ефект буде краще, якщо зробити на одному з кінців 4 короткі розрізи (приблизно 3см) і розвести їх у різні боки, як ромашку.
Вирвакухонна для переливання рідин.
- Експеримент
Ми з мамою та татом вдома проробили такі досліди:
У дві склянки налили по 100 мл води, додали в кожну склянку по 30 мл гліцерину. Потім до першої склянки додали 10 мл миючого засобу"Фейрі", а в другу склянку 10 мл дитячого шампуню. Вміст склянок перемішали фарфоровою ложечкою. З|із| приготовленої рідини видували бульбашки.
Спостереження:Видувати мильні бульбашки краще виходить з розчину миючий засіб «Фейрі» (додаток 1).
З рідини, приготовленої в досвіді 1, ми спробували видути бульбашки різної форми за допомогою коктейльної трубочки, вирви та спеціальних каркасів різної геометричної форми для видування бульбашок, куплених у магазині. Ми уважно дивилися на фарбування бульбашок
Спостереження:мильні бульбашки, що видуваються, мають тільки круглу, сферичну форму. Спочатку всі бульбашки були прозорі, а при попаданні на них променів світла вони ставали різнобарвними (додаток 2).
У тарілку ми налили мильного розчину настільки, щоб дно тарілки було вкрите шаром 2-3 мм, у середину поклали іграшку-смурфіка і накрили лійкою. Потім, повільно піднімаючи лійку, дмухали в її вузьку трубочку, коли ж цей міхур досягав достатніх розмірів, нахиляли лійку убік, вивільняючи з-під неї міхур.
Спостереження:Невелика іграшка опинялася всередині мильної бульбашки (додаток 3). Було дуже гарно.
Ми запалили свічку. Використовуючи вирву з попереднього досвіду, ми надули міхур і направили вирву до полум'я свічки.
Спостереження:полум'я свічки помітно ухилилося убік (додаток 4).
Досвід 5. Кристалізація мильних бульбашок.
Ми вийшли на балкон, температура повітря була -10 градусів. Ми видували бульбашки на холоді.
Спостереження:мильні бульбашки у нас не кристалізувалися, хоча в літературі ми знайшли твердження, що вони кристалізуються за температури -7 градусів.
Висновки
У ході свого дослідження я сформулювала наступні висновки:
1. Мильний міхур при надуванні може бути лише круглої форми, тому що сили поверхневого натягу прагнуть надати мильному міхуру форму кулі.
2. Мильні бульбашки з безбарвної рідини, освітлені білим світлом, розцвічуються всіма кольорами веселки з допомогою явища інтерференцією світлових хвиль.
3. Найкраще для приготування мильних бульбашок у домашніх умовах використовувати миючі засоби «Фейрі».
4. Плівка мильного міхура весь час перебуває у натягу і тисне на ув'язнений у ній повітря, отже сила найтонших плівок негаразд мізерна.
5. Можна видувати мильні бульбашки навколо предметів. Це дуже цікаво.
бібліографічний список
Блінов Л. Молекули-русалки // «Наука життя і життя», № 4, - 1989.
Гегузін Я.Є. Бульбашки - М.: Наука, 1985.
Гігантські мильні бульбашки. Пристрій для видування мильних бульбашок патент РФ № 2139119
Перельман Я. «Цікава фізика», Москва, 1967р.
Бульбашки на морозі // «Наука життя і життя», № 2, - 1982.
Шварц А., Перрі Дж., Берн Д ж., Поверхнево-активні речовини та миючі засоби - М., 1960
Лущекіна О.Б. Шоу мильних бульбашок, або куди може завести роботу над проектом // газета «Фізика», № 22, - 2004р.
Інтернет ресурси:
http://www.jtan.com/antibubble/;
http://www.eskimo.com/~billb/amateur/antibub/antibub1.html
http://demonstrator.narod.ru/experiments/bubble.html
http://www.afizika.ru/skorost
Досвід 1. Приготування розчину виготовлення мильних бульбашок.
Відміряємо та наливаємо воду
Додаємо гліцерин
Приливаємо миючі засоби та шампунь
Все перемішуємо
Видуємо бульбашки
Додаток 2.
Досвід 2. Формування бульбашок за допомогою різних інструментів та вивчення їхнього забарвлення.
А вони все одно круглі та різнокольорові.
Додаток 3.
Досвід 3. Мильна бульбашка навколо предмета.
Додаток 4.
Досвід 4. Повітря витісняється стінками мильної бульбашки.
Полум'я свічки відхиляється.
Муніципальний загальноосвітній заклад
«Середня загальноосвітня школа№ 2 п. Каримське»
Дослідницька робота
Тема: Таємниця мильних бульбашок
Напрямок: Світ чудес
Виконала: Волкова Дар'я Сергіївна
2 «Б» клас
Науковий керівник:
Вчитель технології
Волкова Галина Юріївна
2017 р.
Вступ……………………………………………………. …………………2
Основна частина
Глава I.Теоретичне дослідження
1.1. Що таке «мильна бульбашка»?……………………………..………… . 4
1.2. Походження мильної бульбашки……………………………………..5
1.3. Чому мильна бульбашка кругла? .................................................. .....5
1.4. Письменники і поети про мильні бульбашки………………………………...6
1.5. Мильні бульбашки та художники………………………………………...7
Глава I
2.1. Рецепти виготовлення мильних бульбашок…………………………….….9
2.2. Досліди з мильними бульбашками…………………………………………..11
Глава IІІ. Висновок…………………………………………………………………….13
Література ……………………………………………………………...........14
додаток
Вступ
Прозорі кулі, що летять повітрям переливаються всіма кольорами веселки. Що це? Ну, звичайно, кожен знає відповідь – мильні бульбашки. Мильні бульбашки були не лише дитячою забавою, а й об'єктом для роздумів філософів про сенс життя. Не просто гарним явищем природи, а й цікавили серйозних вчених.Англійська фізикЧарльз Бойсбув настільки заінтригований мильними бульбашками, що написав 200-сторінкову книгу: «Мильні бульбашки. Їх колір та сили, що надають їм форму». Ця книгадо цього дня є як дитячою забавною книжкою, так і настільним посібником для фізиків-теоретиків та експериментаторів. Розчин для мильних бульбашок можна купити в магазині або приготувати самостійно.
А як же вони з'являються і що таке «мильна бульбашка»? можна вдома самому приготувати розчин для мильних бульбашок і що для цього потрібно? З яких розчинів можна отримати найбільші та міцні мильні бульбашки.
Мета роботи - дослідити рецепти мильних бульбашок, виявити найефективніші з них; виявити властивості та форму мильних бульбашок.
Завдання:
Познайомитися з поняттям «мильна бульбашка».
Вивчити літературні джерела.
Вивчити рецепти приготування мильних бульбашок.
Провести дослідження рідин для надування мильних бульбашок, одержуваних з різних складів.
Провести дослідження властивостей та форм видування мильного міхура.
Методи дослідження :
Експеримент, фото-фіксація;
Робота з інформаційним джерелом;
Соціальне опитування; бесіда;
Аналіз та узагальнення інформації.
Об'єкт дослідження : мильна бульбашка
Предмет дослідження : форма та склад мильних бульбашок;
Гіпотеза:
1.Припустимо, що івикористовуючи дротяні каркаси різних геометричних форм, можна видути мильні бульбашки некруглої форми;
2. Розміри та час життя мильних бульбашок залежать від складу рідини.
Глава I.Теоретичне дослідження
1.1. Що таке «мильна бульбашка»?
Кажуть, людині не набридає дивитись на три речі: вогонь, воду та зоряне небо. Потрібно четвертим пунктом додати мильні бульбашки. Проаналізуємо цей факт із погляду простого обивателя. Дивлячись на мильні бульбашки, що пропливають, і у дітей, і у дорослих захоплює дух. Скільки задоволення ми отримуємо, надуючи і спостерігаючи за переливами всіх кольорів веселки на їх поверхні. Мильні бульбашки популярні у всьому світі.
Що ж це таке райдужне диво - мильна бульбашка?
У « Тлумачному словникуросійської мови» Ожегова Сергія Івановича є таке визначення: Наповнена повітрям прозора кулька в рідині, рідкій масі. Мильна бульбашка (видуваний з мильної піни; також перен.: про щось-н. Яскраве, але неміцне, про дуту величину; неодобр.).
1.2. Походження мильної бульбашки
У мережі інтернет ми дізналися історію появи мильних бульбашок. Вона пов'язана з людиною на ім'я Пампатус, який через свій страх сам того не підозрюючи вигадав спосіб видування мильних бульбашок.
Одного чудового дня, коли нарешті створили мило король, анітрохи не жартома, наказав усім вимитися милом під страхом смертної кари. Тільки один старий шевець на ім'я Пумпатус сидів у своїй шевській будці. Найбільше у світі Пумпатус не любив мити шию. За вікном почулися кроки. Два величезні стражники взяли Пумпатуса пахви і за п'ять хвилин уже підвели його до міської в'язниці. У кімнаті, де замкнули Пумпатуса, була ванна з мильною піною та багато рушників. «Згоден?» - Запитали два величезних стражника. "Нізащо!" - відповів Пумпатус. І його залишили, щоб він востаннє викурив свою люльку. Пумпатус затягнувся і раптом побачив, що з трубки вилетіла чудова прозора куля. Куля вилетіла у вікно і засяяла на сонці: у ньому стрибали маленькі веселки. За першою кулею вилетів другий. Пумпатус на всі очі дивився на диво, що відбувалося. Перехожі внизу теж задерли голови, щоби подивитися на це. Незабаром зібрався натовп, і почався переполох. Про те, що Пумпатуса мали стратити, всі, звичайно, забули. Професор, якого запросили у всьому розібратися, оглянув слухавку Пумпатуса. «У трубку потрапила мильна піна. Ось у чому річ», - оголосив професор натовпу під вікном. Цього дня ніхто не курив люльок. Усі наповнили трубки мильною піною та пускали бульбашки. Все небо було різнобарвним від мильних бульбашок. Жінкам стали дарувати букети з мильних бульбашок. Правда такі букети лопалися, зате замість них доводилося дарувати одразу нові. І жінки були щасливі. Пумпатуса, звичайно, не стратили, а після цього мильні бульбашки стали популярні не тільки в одному маленькому королівстві, а й у цілому світі!
1.3. Чому мильна бульбашка кругла?
Всі ми захоплюємося бульбашками, особливо мильними - їх ідеально круглою формою і поверхнею, що переливається різними фарбами. ЧарльзБойз назвав мильні бульбашки чудовим експериментальним об'єктом і вказав, що сили, які надають форму міхуру, є у всіх рідинах. Ці сили всюдисущі. Без них не обходиться заварка чаю, без них не можна закрити поточний кран на кухні, про них пам'ятають, пірнаючи у воду. Загалом, будь-яка рідина має цю силу. Уявімо, що ми наповнюємо водою повітряну кульку. Чим більше води ми в нього наливаємо, тим більше розтягується гумова оболонка кульки. Зрештою, вона перестане розтягуватися і лусне. Тепер уявімо краплю води. Вода збирається на кінчику піпетки у вигляді краплі, що росте. Крапля стає дедалі більше. Нарешті вона досягає певного критичного розміру та відривається від кінчика піпетки.
Чарльз Бойз був настільки заінтригований мильними бульбашками, що написав 200 сторінкову книгу «Мильні бульбашки. Їх колір та сили, що надають їм форму»
Так все ж чому мильна бульбашка кругла?Причина цього – сили поверхневого натягу рідини. Сили поверхневого натягу прагнуть надати мильному міхуру максимально компактну форму. Найкомпактніша форма в природі - це куля (а не куб, наприклад). При кулястій формі повітря всередині міхура рівномірно тисне на всі ділянки його внутрішньої стінки (принаймні, доки міхур не лусне).
1.4. Письменники та поети про мильні бульбашки
Мильні бульбашки не можуть залишити байдужим нікого: ні клоуна, ні вченого, ні дорослих, ні дітей, ні художника, ні письменника, ні поета.Ось, наприклад, відомий американський письменник Марк Твен так говорив: «Мильна бульбашка - найкрасивіше і найдосконаліше, що існує в природі».
А російські дитячі поети написали вірші про це явище (додаток I).
1. Е.Благініна «Мильні бульбашки».
2. С. Маршак «Мильні бульбашки»
3. Р.Сеф «Мильна бульбашка».
Зайнявшись впритул дослідницькою роботою, мені попалася на очі казкаГ.Х.Андерсена, раніше не прочитана мною, "Комета". У цій казці є опис того моменту, як хлопчик пускав мильні бульбашки. « Перед ним стояло на столі склеєне блюдце з мильною водою, він занурював у неї маленьку глиняну трубочку, брав у рот інший кінець її і пускав мильні бульбашки. — і великі, і малі. Вони вагалися і переливалися всіма кольорами веселки, з жовтих ставали червоними, з фіолетових у блакитні, а потім раптом забарвлювалися у яскраво-зелений колір листя, залитого в лісі променями сонечка.
- Дай Боже прожити тобі стільки років, скільки пустиш бульбашок! - сказала мати.
Ох як багато! - вигукнув хлопчик. - Цієї мильної води вистачить на вік!»
1.5. Мильні бульбашки та художники
Не оминули тему мильних бульбашок і художники (додатокII).
Дивлячись на картину відомого французького художника Жана Батіста Сімеона Шардена «Мильні бульбашки» (1733-35) ми бачимо дітей, що надувають мильні бульбашки у чудовий сонячний день. Як відомо, і великий Рембрандт не оминув цю тему. Він написав картину "Амур з мильною бульбашкою". Також не менш відома картина олією Джона Еверетта Мілле "Мильні бульбашки" (1885-1886р).
Глава II. Експериментальне дослідження
На початку свого дослідження я провела опитування серед учнів початкової школи, у якому взяло участь 28 осіб. Школярам було поставлено такі вопросы:
1. Чи подобається тобі пускати мильні бульбашки?
та ні
2. Чи піднімають тобі настрій мильні бульбашки?
та ні
3. Який розчин ти використовуєш для видування мильних бульбашок?
купую роблю сам інше
4. Що ти найчастіше використовуєш для приготування розчину мильних бульбашок?
Шампунь миючий засіб мило порошок інше
5. Якої форми виходив у тебе мильна бульбашка?
круглої квадратної овальної циліндричної інші
Як бачимо з результатів опитування мильні бульбашки улюблена забава для учнів початкової школи, яка піднімає їм настрій. Бульбашки ширяють у повітрі, приливаючись усіма райдужними фарбами і завжди викликають усмішку. Маленьку баночку з мильним розчином завжди можна купити в магазині, що деякі діти (13 осіб) роблять. Проте, вона швидко закінчується. Більшість хлопців (16 осіб) самостійно розводять склад для мильних бульбашок. Як інгредієнти для розчину вони вказали наступне:
Шампунь (17 год), миючий засіб (8 год), мило (3 год), порошок (2 год). При видуванні мильних бульбашок у хлопців виходили круглі бульбашки (28 год), квадратні (0год), овальні (2год), циліндричні (0год), іншої форми (0 год)
Я й сама не раз у домашніх умовах розводила розчини для мильних бульбашок, а нещодавно почала замислюватися про те, чи є такі розчини, з яких виходять мильні бульбашки великих розмірів і які довго не лопаються.
Тому я вирішила провести кілька експериментів і дізнатися, з чого найкраще виходять мильні бульбашки, і які розчини надають мильній бульбашці довге життя.
2.1. Рецепти виготовлення мильних бульбашок
В інтернеті можна знайти багато рецептів мильних бульбашок, але який з них краще, зрозуміти складно, намагатимусь самостійно дослідити 5 складів для мильних бульбашок.
Склад №1
на 100гр. засоби для миття посуду необхідно взяти 300мл. води та 50мл. гліцерину. Все добре розмішати і ваш розчин готовий.
Склад №2
на 600мл. гарячої води, 300мол. гліцерину, 20 крапель нашатирного спирту та 50 г миючого засобу в порошку. Все добре розмішати і поставити на 12 годин в холод!
Склад №3
100 мл звичайного шампуню, 100 мл води, 2 ч.л. цукру.
Склад №4
4ст. ложки мильної стружки розчинити 400мл. гарячої води. Розчин залишити на кілька годин, після чого додати 2 чайні ложки цукру.
1 етап. Підготовчий
Для цього експерименту знадобилися такі речовини.
Дисцильована вода;
Рідина для миття посуду;
Пральний порошок;
Господарське мило;
гліцерин;
Нашатирний спирт;
Цукор;
Трубочка для видування.
2 етап. Приготування 4 мильних розчинів
Склади 4 мильних розчинів повністю дотримані, але при цьому попередньо зменшені пропорції, згідно ємності склянки 200 мл.
3 етап. Тестуємо склади мильних бульбашок
Я виконала досліди із готових розчинів і ось що вийшло!
| з рідкого миючого засобу для миття посуду | з прального порошку | з господарського мила | з дитячого шампуню |
|
| час життя мильної бульбашки | 1 хв 27 сек | 2 сек | 28 сек | 56 сек |
| 32см | 5мм | 15см | 29 см |
|
| з 10 вийшло | ||||
| з них маленьких | ||||
| з них великих |
Висновок:найбільш довгоживучі бульбашки виходять із рецепта №1.Гліцерин саме той засіб, який робить стінки мильного міхура міцнішим, а сам міхур відповідно більш довгоживучим. Найкращі результати дає не порошок, а рідкий миючий засіб для миття посуду. Видмути мильний міхур із розчину з порошком, навіть при додаванні гліцерину, нам не вдалося.
Дослідження впливу добавок цукру показало, що більші та довгоживучі бульбашки виходять при додаванні цукру в розчин з шампунем, а не з милом.
Згідно з експериментами та результатами таблиці, ми зробили висновок, що бульбашки найбільших розмірів більш тривалих за часом видувані зі складу №1, а також близький до перемоги склад №4. (дитячий шампунь).
Таким чином, наша гіпотезапро те, що розміри та час життя мильних бульбашок залежать від складу рідини, підтвердилася.
2.1. Досліди з мильними бульбашками
Для дослідження властивостей та форми мильних бульбашок я провела такі досліди.
Досвід №1.Візьмемо каркас у формі трикутника вмочити його в мильному розчині і спробуємо злегка подути на мильний міхур і дамо спокій, дивимося що вийшло. Спробуємо полити крізь мильну плівку воду.
Досвід №1 показав, якщо подути на мильну плівку, вона витягується і повертається у вихідне положення. Значить, мильні плівки мають еластичність. Якщо крізь мильну плівку лити воду, вода пройде крізь неї, а плівка залишиться цілою. Це говорить про те, що мильна плівка має поверхневий натяг, тому навіть струмінь води не руйнує її (додаток III).
Досвід №2. Для проведення досвіду "Мильні бульбашки різної форми" потрібно зробити різні спеціальні рамки, такі як: "Ромб", "Трикутник", "Квадрат", "Овал", "Зірочка". Використовуючи різні рамки, я змогла видути мильні бульбашки тільки круглої форми (додаток IV).
Досвід 2Доказав, що це сили поверхневого натягу прагнуть надати мильному міхуру форми кулі. Отримати мильна бульбашка некруглої форми не вдалося.
Досвід №3. Візьмемо різні трубочки різних діаметрів для пускання мильних бульбашок і спробуємо їх видути.
Досвід №3показав, що розмір міхура впливає діаметр трубочки. Чим більший діаметр, тим більшим виходить міхур.
Досвід № 4. Чи змінюються властивості мильної бульбашки на морозі?
Перш ніж простежити за властивостями мильних бульбашок на морозі, ми провели такі досліди:
А) охолодила мильний розчин у холодильнику, видула кульку і обережно опустила її на руку одягнену у рукавицю. Піднімаючи руку, змусила кульку підніматися та опускатися. В результаті мильна бульбашка не змінюючи форми, і не лопаючись, м'яко опускалася на руку і навіть підстрибувала. Потім я спробувала видути кульки на килим. Сталося те саме.
В) Потім я почала видувати бульбашки на вулиці. Було -23 градусів кулька швидко замерзла.
Висновок:поверхня міхура з мила та води досить пружна. Бульбашка спирається на ворсинки шарфу і як би ширяє в повітрі. При видуванні пухирів на сильному морозі -20°C, -25 C ° відразу на поверхні кулі виникли дрібні кристалики, які швидко розрослися і, нарешті, злилися в єдину картину, схожу на морозний малюнок на вікні.
Таким чином, наша гіпотезапро те, що використовуючи дротяні каркаси різних геометричних форм, можна приготувати мильні бульбашки некруглої форми не підтвердилася.
Як же можна урізноманітнити процес надування мильних бульбашок?
Змайструвати вироби!
Видмуть бульбашки всередині бульбашок!
З однокласниками пограти у теніс.
Взяти участь у конкурсі найбільша мильна бульбашка
Провести свято «Шоу мильних бульбашок».
Висновок
В результаті виконаної нами роботи вдалося познайомитися з історією походження мильної бульбашки, дізнатися, що таке поверхневий натяг, чому бульбашка має форму кулі. При більш уважному вивченні мильного розчину за допомогою спостережень та дослідів, ми дізналися про те, який розчин більш ефективний для видування бульбашок великих розмірів та тривалих за часом.
Гіпотеза утворення мильних бульбашок виявилася вірною. До складу мильних бульбашок входить мило та миючий засіб. Але на додаток до цих основних речовин потрібно додати ще кілька складових, основною з яких є вода, гліцерин.
Вода для розчину має бути м'якою або ще краще дистильована. Тяжка вода через мінеральний вміст буде причиною крихких бульбашок, які не довго житимуть.
Який миючий засіб застосувати? На власному досвіді переконалися, що найкраще, що можливо цей засіб для миття посуду та дитячий шампунь. Для бульбашок довгожителів рекомендується додавання в розчин гліцерину, що вийшов. За допомогою такого розчину я отримала найбільші та міцні мильні бульбашки, які навіть вдавалося брати до рук.
Отримання мильного розчину для пускання мильних бульбашок у домашніх умовах - цілком здійсненне та цікаве заняття.
Видаючи мильні бульбашки, піднімається настрій, забуваються всі проблеми, дійсно добре розробляються легені. Все це благодійно впливає на здоров'я.
Список літератури
1. Гегузін Я.Є. "Мильні бульбашки". М., Видавництво: "Наука", 1985г
2. Даль В.І., Спб., ВД «Вість», 2004р.
3. Лущекіна О.Б. "Шоу мильних бульбашок, або куди може завести робота над проектом" М., газета "Фізика", №22, 2004.
4. Бульбашки на морозі. М., «Наука життя і життя», №2, 1982
5. Тлумачний словник Ожегов С.І. М., "Російська мова", 1986 р
6. Енциклопедичний словник молодого фізика. Упорядник В.А.Чуянов. М., Видавництво: Педагогіка, 1984.
7. http://www.infoniac.ru/news/Kak-sdelat-myl-nyi-puzyr.html
Додаток I
1. Олена Благініна «Мильні бульбашки»
Тихо шепочеться з старанною березою.
Ходить подвір'ям із мітлою дідусь Сергій.
Діду Сергію, подивися,
Ми пускаємо бульбашки!
Бачиш, у кожному міхурі -
По малиновій зорі,
По берізці, за гілкою,
По Серьожці, по мітлі.
Ти дивись, дивись, дивись:
Полетіли бульбашки -
Червоний, жовтий, блакитний
Вибирай собі будь-хто!
2 . Самуїл Маршак « Мильні бульбашки"
Води звичайної
У стаканчик набери -
Пускати з мильної піни
Ми будемо бульбашки.
Соломинку просту
Зараз візьму я в рот,
Води в неї втягну я,
Потім трохи подую
У соломинку – і ось,
Сяючи гладкою плівкою,
Розтягуючись вшир,
Виходить, ніжний, тонкий,
Розмальований міхур.
Світиться, як хвіст павичів.
Яких квітів у ньому немає!
Ліловий, червоний, синій,
Зелений, жовтий.
Злітає куля надута,
Прозоріше за скло.
Усередині його начебто
Виблискують дзеркала.
Вогнями на просторі
Грає легку кулю.
То в ньому синіє море,
То в ньому спалахує пожежа.
Він, повітрям надутий,
По повітрі пливе,
Але й однієї хвилини
У світі не живе.
Ошатний, різнокольоровий,
Він лопнув назавжди,
Розплився непомітно,
Розтаяв без сліду.
А був такий гордовитий,
Зарозумілий такий!
Хвалився, що з піни
Народився він морський.
У ньому стільки фарб було,
Була така пиха,
А він - води та мила
Роздулася суміш.
Його я не шкодую...
По правді кажучи,
Вірші про нього довші
Все життя міхура!
3. Р.Сеф «Мильна бульбашка».
Мильна бульбашка
Відірвався від трубки,
Ось він поплив,
На кшталт шлюпки,
Ліворуч, ліворуч, ліворуч… потім
Через балкон -
І зник за рогом.
Я запустив
Ця кулька недарма -
Виросте він,
Стане райдужною кулею.
Я прикріплю до нього
Знизу гондолу
І полечу
Потихеньку до школи.
Додаток II
Виставлена у музеї : Національна галерея мистецтв (Вашингтон)
Рік: 1734
Рембрандт - «Амур з мильною бульбашкою»(Приписується). 1634.
Тайдонова Анастасія та Тайдонова Вікторія
науково-дослідна робота
Завантажити:
Попередній перегляд:
МУНІЦИПАЛЬНИЙ БЮДЖЕТНИЙ ЗАГАЛЬНООСВІТНИЙ ЗАКЛАД
«КОП'ЄВСЬКА СЕРЕДНЯ ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ ШКОЛА
З ПОГЛУБЛЕНИМ ВИВЧЕННЯМ ОКРЕМИХ ПРЕДМЕТІВ »
СЕКЦІЯ: «ПОЧАТКОВІ КЛАСИ»
ДОСЛІДНА РОБОТА ЗА ТЕМОЮ:
”Таємниці мильних бульбашок”
Виконали:
Тайдонова Анастасія,
Тайдонова Вікторія
Учениці 4Б класу
Науковий керівник:
Л. В. Козацька,
Вчитель початкових
Класів
Коп'єво, 2012
Вступ……………………………………………………………………3
Таємниця 1: Походження мильної бульбашки……………………………..4
Таємниця 2: Що таке мильна бульбашка……………………………………..5
Таємниця 3: Мильні бульбашки в живописі…………………………………..5
Таємниця 4: «Кришталеві кулі»……………………………………………9
Таємниця 5: Різні способи приготування мильних бульбашок…………...9
Таємниця 6: Мильна бульбашка і книга рекордів Гіннеса………………….14
Висновок ………………………………………………………………..16
Список литературы………………………………………………………...17
Додаток………………………………………………………………...18
Вступ
Мильні бульбашки - улюблена гра для дітей і навіть для дорослих. Вони ширяють у повітрі, переливаючись усіма райдужними фарбами, і завжди викликають посмішку.
Маленьку баночку з мильними бульбашками зараз легко можна купити в магазині. Однак вона швидко закінчується, а ще в них буває не надто хороший склад, і очікуваний феєрверк мильних бульбашок обмежується лише десятком маленьких бульбашок.
Ось і ми задумалися про те, щоб зробити розчин для мильних бульбашок самостійно. А ще краще, щоб з такого розчину виходили мильні бульки великих розмірів.
Багато хто з нас намагається надути великі мильні бульбашки, нескінченно експериментуючи з шампунями, порошками та милом. Однак і в такій, здавалося простій мильній справі, ми знайшли чимало хитрощів. Звичайно, все залежить від складу мильних бульбашок. Ми знайшли десять рецептів мильних бульбашок, але який з них краще зрозуміти дуже складно, тому вирішили спробувати їх усі.
Мета нашого дослідження:приготування та перевірка розчину для мильних бульбашок у домашніх умовах.
Завдання:
Дізнатися, що таке мильні бульбашки,
Знайти різні рецепти приготування мильних бульбашок у літературі,
Провести експерименти, що дозволяють з'ясувати якість приготовленого розчину для надування мильних бульбашок.
Ми висунули таку гіпотезу: тільки із заводського розчину виходять мильні бульбашки великих розмірів.
Об'єкт дослідження: мильні бульбашки.
Предмет дослідження: склад мильних бульбашок.
Мильна бульбашка, мабуть,
найчудовіше і найчудовіше
Вишукане явище природи.
Марк Твен.
«Видуйте мильна бульбашка
і дивіться на нього:
ви можете займатися
все життя його вивченням,
Не перестаючи витягувати
З нього уроки…».
Кельвін.
Таємниця 1: Походження мильної бульбашки.
Бульбашки як феномен природи існували завжди, але вони не могли виникнути раніше за мило. Але чи замислювалися ви колись про те, що звичайне мило - це один із найдавніших винаходів людства? Люди ще не придумали ні ложок, ні виделок, їм не були відомі ні гудзики, ні годинники, ні шибки, а мило вже існувало. І цьому відкриттю не менше 5 тисяч років. А ось питання про те, кому варто віддати пальму першості винахідника, як завжди, спірне.
Рецепти отримання цього першого в історії миючого засобу знаходили археологи у стародавніх єгипетських папірусах. А знаменитий римський вчений та історик Пліній Старший, який жив у I столітті н.е., у своїй "Природній історії" стверджував, що винаходу мила ми завдячуємо ворогам Риму - варварам (галлам та давнім німцям). Хто ж із перелічених народів справжній автор мила, сказати важко.
Ще на картинах фламандських художників XVII століття часто зустрічалися зображення дітей, що видують мильні бульбашки через глиняну соломинку. У XVIII і XIX століттях діти видували мильні бульбашки, використовуючи мильну воду, що залишилася після прання. Видування мильних бульбашок набуло ще більшої популярності, коли в 1886 році Pears Soap Company почала рекламу свого "повітряного" продукту, скориставшись знаменитою картиною Джона Міллеса (1829-1896) "Бульбашки". А масове виготовлення мильних бульбашок на продаж розпочалося лише у 1940-х роках.
Таємниця 2: Що таке мильна бульбашка?
Мильна бульбашка - тонка багатошарова плівка мильної води, наповнена повітрям, зазвичай у вигляді сфери з переливчастою поверхнею. Мильні бульбашки зазвичай існують лише кілька секунд і лопаються при дотику або мимоволі. Через недовговічність мильна бульбашка стала синонімом чогось привабливого, але беззмістовного та недовговічного.
У словнику Ожегова про нього згадується як про щось яскраве, але неміцне, про дуту величину. Про те, що швидко з'являється та швидко зникає.
Таємниця 3: Мильні бульбашки у живопису.
Мильні бульбашки не можуть залишити байдужим нікого: ні художника, ні клоуна, ні вченого, ні дорослих, ні дітей. Нам дуже сподобалася картина Френсіс Тіптон Хантера «Феї мильних бульбашок». Також ми представляємо роботи та інших відомих художників.
Children Blowing Bubbles,
Жан Етьєн Ліотар (1702 - 1789), французька школа
Мильна бульбашка,
Едуард Мане (1832-1883), 1867 рік, французька школа
Bubbles, Доусон Доусон-Уотсон (1864-1939), англійська школа
Таємниця 4: «Кришталеві кулі».
Напрочуд красиво виглядають на вулиці звичайні мильні бульбашки. Застигаючи на морозі, вони перетворюються на подобу скляних кульок, що прикрашають ялинки на Новий рік. Такі «кришталеві» красені виходять, коли температура повітря нижча – 7 °C. Виготовте суміш: візьміть талу воду і розведіть у ній шампунь. Видувати кулі краще із пластмасової трубочки від кулькової ручки або з господарської лійки для переливання рідин. Кулі виходять зовсім не тендітними, якщо куля впаде, вона не розіб'ється, на ній лише з'являться вм'ятини. На слабкому морозі (від -3 до -7 ° C) кулі не замерзають, але можна спробувати провести невеликий експеримент. Постарайтеся акуратно покласти на кулю, що видувається, кілька сніжинок – вони відразу зісковзнуть на дно міхура, і на тому місці, де сніжинки розташуються, почнеться процес кристалізації. Незабаром ви побачите, що міхур повністю замерз. Він замерзне і в тому випадку, якщо ви покладете його на сніг.
Таємниця 5: Різні способи приготування мильних бульбашок
Розчин для мильних бульбашок можна купити в магазині або приготувати самостійно. Хто з нас не перекладав флакони шампуню, щоб попускати мильні бульбашки? У вас виходило?
В нас не дуже. Бульбашки, звичайно, надувались, але або лопалися відразу, не встигнувши відірватися від кінчика трубочки, або все-таки відривалися, але нікуди не летіли, а падали вниз і лопалися, навіть не встигнувши зіткнутися з землею. Радості від таких бульбашок було мало. Виявляється, щоб приготувати склад для мильних бульбашок, треба знати кілька хитрощів. Про них, а точніше про рецепти розчину ми зараз і поговоримо. Отже, як зробити мильні бульбашки?
Експеримент – тестування складів мильних бульбашок.
Для цього тесту було вибрано 10 рецептів.
Етап 1. Для цього експерименту знадобилися такі речовини:
(Всі вони разом або окремо, є складовими обраних для тесту 10 рецептів)
- Вода
- Рідина для миття посуду
- Дитячий шампунь
- Пральний порошок
- Гліцерин
- Нашатирний спирт
- Полівініловий спирт
- Цукор
- Чайник (окріп)
А також:
Баночки
Різні мірні ємності
Трубочки
Для зручності пронумеровуємо баночки.
І звичайно кожному з них належить трубочка для надування бульбашок, попередньо розрізана на кінці.
Етап 2. Готуємо 10 мильних розчинів за відібраними в літературі та інтернеті рецептами.
Склади 10 рецептів мильних бульбашок дано у додатку
Деякі склади на перший погляд однакові, але в такій тонкій справі як мильна бульбашка, пропорції можуть грати вирішальну роль.
Етап 3. Тестуємо склади мильних бульбашок.
(З усіх рецептів можна вважати невірним експерименти зі складом № 8, так як його за рецептом, склад необхідно наполягати кілька днів і фільтрувати).
Тест 1. Проткнути мильним пальцем.
Для перевірки якості складу мильних бульбашок його необхідно проткнути пальцем, попередньо змочивши його тим же мильним розчином, і якщо міхур не лусне, то склад вважається хорошим.
Проте, цей тест чудово пройшли усі 10 мильних складів.
Тест 2. На час життя мильної бульбашки.
Цей тест виявився найцікавішим. Було надуто 10 бульбашок із 10 складів.
Час пішов.
Першими здалися бульбашки з 5-го і 6-го складів, через деякий час луснули бульбашки 8-го, 9-го, 10-го та 3-го складів. Далі досить довго трималися 4-ий і 7-й склад, але і їх бульбашки луснули.
І ось справжня сутичка утворилася між 1-им і 2-им складами.
Через 30 хвилин, почало здаватися, що ці бульбашки будуть вічними.
Однак, на 35-й хвилині здувся перший склад. Саме здувся! Тому що ця бульбашка не луснула, а кілька секунд здувалася, як стара повітряна кулька, в результаті залишивши на столі не мильну воду, а цілком тверду плівку.
І все це тому, що в даному складі був присутній у великих пропорціях цукор. Останній міхур, склад № 2 тримався набагато довше за інших, цілих 50 хвилин! У його складі було небагато цукру.
Висновок: цукор сприяє довговічності мильних бульбашок.
Тест 3. Дуємо бульбашки.
Як було зазначено, для видування великих мильних бульбашок, існують різні спеціальні пристосування. Але для початкового експерименту ми беремо звичайну коктейльну соломинку. До кожного складу застосовується кілька спроб надути максимально великий міхур. І треба сказати, що багато складів показали дуже непогані результати. Цікаво також те, що, наприклад, зі складу № 1, який у попередньому тесті протримався 30 хвилин, виходили, чи не найменші бульбашки. А це означає, що час життя міхура ще не найголовніше.
У цьому вся тесті перемагають мильні бульбашки складів: 2,7,8. За ними йдуть склади: 3 і 4. Далі всі інші.
Таким чином можна зробити висновок: мильні бульбашки за другим рецептом виявилися найстійкішими та більшими.
Таємниця 6: Мильна бульбашка і книга рекордів Гіннеса.
Подивіться на цю картинку уважно. Це не фотошоп, не візуальний ефект. Це – мильна бульбашка! Справжнісінький мильний міхур, якщо не вважати, що він просто величезний. Скажете, таке неможливе? А ось і ні, тому що в США та Великій Британії вже давно навчилися випускати обладнання, здатне видувати великі мильні бульбашки. 37-річному лондонському підприємцю Самсаму Баблмену вдалося створити найбільшу мильну бульбашку у світі. Його міхур має розміри 20х5х5 футів, нині вважається чемпіоном, у зв'язку з чим занесений до Книги рекордів Гіннеса. Баблмен використовує бульбашки як рекламні акції для власної компанії. Щоб створити щось подібне, потрібно спеціальне обладнання, я вже говорила вище. Звичайним дитячим мильним набором не обійдешся.
Сам вивів власні формулидля створення мильної води, крім того, він працює лише зі своїм обладнанням. Послугами підприємця користуються інші фірми та компанії. Секрет створення гігантських мильних бульбашок містер Баблмен (а якщо простіше, то Сем хіт) тримає в найсуворішому секреті.
Висновок
Вивчаючи літературу та провівши експерименти, ми зробили висновок, щотаємниця приготування мильних бульбашок з використанням рідких миючих засобів, мила та води дуже проста.
Вода має бути м'яка або, ще краще, дистильована. Тяжка вода через мінеральний вміст буде причиною крихких бульбашок, які не житимуть довго. Найпростіший спосіб зробити воду м'якшою – добре прокип'ятити її і дати відстоятися. Краще брати теплу воду в ній швидше розчиняється мило.
Найкраще мило для бульбашок – просте господарське, вітчизняне виробництво. Хороші також бульбашки з «Гліцеринового» або будь-якого рідкого миючого засобу.
Тривалість життя міхура залежить від того, як довго він залишатиметься вологим. Гліцерин добре уповільнює час висихання.
Свій виступ я хотіла б завершити віршами Маршака.
…Сяя гладкою плівкою,
Розтягуючись вшир,
Виходить ніжний, тонкий,
Розмальований міхур.
Злітає куля надута
Прозоріше за скло.
Усередині його начебто
Виблискують дзеркала.
Дякую за увагу.
Чи будуть питання?
Список літератури
- Я. Є. Гегузін - "Бульбашки"
- Вікіпедія – вільна енциклопедія
Соловйов Григорій
У ньому стільки блиску було,
Була така пиха,
А він - води та мила
Роздулася суміш.
Мильна бульбашка - конструкція дуже стійка. Якщо пам'ятати про те, що його будівельним матеріаломє головним чином вода, - стійкість мильного міхура не може не вражати. Що ж надає таку стійкість міхуру, виготовленому з найтоншої рідкої плівки? Гранична простота та досконалість форми? Очевидно, і це! Так звані "архітектурні надмірності", якщо вони дійсно "надмірності", вдосконаленню та надійності конструкції зазвичай не сприяють. А простіше, величнішої та досконалішої форми, ніж сфера, ні! Але справа явно не тільки у формі: з чистої води стійкий міхур не виходить, а з води з добавкою мила формується тонкий, стійкий, різнокольоровий міхур.
Завантажити:
Попередній перегляд:
Міністерство освіти та науки республіки Хакасія
МОУ Новоросійська ЗОШ
Науково-практична конференція
Таємниця мильної бульбашки
Роботу виконав:
Соловйов Г.
Науковий керівник:
Сидоріна С.М.
Вчитель початкових класів
Новоросійське 2010
- 1 Структура стінки мильної бульбашки
- 2 Фізичні основи
- 2.1 Поверхневий натяг та форма
- 2.2 Замерзання пухирів
- 2.3 Об'єднання пухирів
- 2.4 Інтерференція та відображення
- 3 Математичні властивості
- 4 Як робити мильні бульбашки
- 4.1 Компоненти
- 4.2 Процедура
- 4.3 Гігантські мильні бульбашки
- 5 Експериментальна частина
Вступ
У ньому стільки блиску було,
Була така пиха,
А він - води та мила
Роздулася суміш.
Самуїл Маршак "Мильні бульбашки"
- Проаналізувати наукову літературуз проблеми утворення мильної бульбашки
- Виявити компоненти для стійкішого мильного міхура.
- Перевірити від чого залежить розмір мильної бульбашки та її довговічність.
Мильна бульбашка
Мильна бульбашка - тонка багатошароваплівкамильнійводи, наповнена повітрям, зазвичай у виглядісфериз переливчастою поверхнею. Мильні бульбашки зазвичай існують лише кілька секунд і лопаються при дотику або мимоволі. Їх часто використовують у своїх іграх діти.
Структура стінки мильної бульбашки
Плівка міхура складається з тонкого шару води, укладеного між двома шарами молекул, найчастіше мила. Ці шари містять у собі молекули, одна частина яких єгідрофільні, а інша гідрофобний. Гідрофільна частина залучається тонким шаром води, тоді як гідрофобна, навпаки, виштовхується. В результаті утворюються шари, що захищають воду від швидкого випаровування, а також зменшуютьповерхневий натяг.
Фізичні основи
Поверхневий натяг та форма
Бульбашка існує тому, що поверхня будь-якої рідини (в даному випадку води) має деякий поверхневий натяг, який робить поведінку поверхні схожою на поведінку чогосьеластичного. Однак, міхур, зроблений тільки з води, нестабільний і швидко лопається. Для того, щоб стабілізувати його стан, у воді розчиняють якісьповерхнево активні речовининаприклад мило. Поширена помилка полягає в тому, що мило підвищує поверхневий натяг води. Насправді, воно робить саме зворотне, зменшує поверхневе натяг приблизно до третини від поверхневого натягу чистої води. Коли мильна плівка розтягується, концентрація мильних молекул зменшується, збільшуючи при цьому поверхневий натяг. Таким чином мило вибірково посилює слабкі ділянки міхура, не даючи їм розтягуватися далі. Крім цього, мило захищає воду від випаровування, тим самим роблячи час життя міхура ще більшим.
Сферична форма міхура також виходить рахунок поверхневого натягу. Сили натягу формують сферу тому, що сфера має найменшу площу поверхні при даному обсязі. Ця форма може бути суттєво спотворена потоками повітря та самим процесом надування міхура. Однак, якщо залишити міхур плавати в спокійному повітрі, його форма незабаром стане близькою до сферичної.
Замерзання пухирів
З'єднання мильних бульбашок
Якщо надути міхур притемпературі −15 °C, то він замерзне при зіткненні з поверхнею. Повітря, що знаходиться всередині міхура, поступово просочуватиметься назовні і зрештою міхур руйнується під дією власної ваги.
При температурі −25 °C бульбашки замерзають у повітрі і можуть розбитися під час удару об землю. Якщо при такій температурі надуть міхур теплим повітрям, то він замерзне майже в ідеальній сферичній формі, але в міру того, як повітря охолоджуватиметься і зменшуватиметься в обсязі, міхур може частково зруйнуватися, і його форма буде спотворена. Бульбашки, надуті за такої температури, завжди будуть невеликими, оскільки вони швидко замерзатимуть, і якщо продовжувати їх надувати, то вони лопнуть.
Об'єднання бульбашок
Коли два міхура з'єднуються, вони набувають форми з найменшою можливою площею поверхні. Їх загальна стінка буде випинатися всередину більшого міхура, тому що менший міхур має більшу.середню кривизнута більший внутрішній тиск. Якщо бульбашки однакового розміру, їхня загальна стінка буде плоскою.
Правила, яким підпорядковуються бульбашки при з'єднанні, були експериментально встановлені вXIX століттібельгійським фізикомЖозефом Платоі доведені математично в1976 р.Жаном Тейлором.
- Мильні плівки є шматковогладкі поверхні, середня кривизнаяких постійна кожному гладкому ділянці.
- Якщо бульбашок більше ніж три, вони будуть розташовуватися таким чином, що біля одного краю можуть з'єднуватися тільки три стінки, при цьому кути між ними дорівнюватимуть 120°, в силу рівності поверхневого натягу для кожної поверхні, що стикається.
- Лінії перетину поверхонь перетинаються в одній точці по чотири штуки, причому кут між будь-якими двома дорівнює arccos(-1/3)≈109,47°.
Бульбашки, що не підкоряються цим правилам, в принципі можуть утворюватися, проте будуть сильно нестійкими і швидко приймуть правильну форму або руйнуватимуться.Бджоли, які прагнуть зменшити витратувоску, з'єднують стільникив вуликахтакож під кутом 120°, формуючи, тим самим,правильні шестикутники.
Інтерференція та відображення
Відображення хмар у мильному міхурі
Переливчасті «райдужні»кольоримильних бульбашок виходять за рахунокінтерференції світлових хвильта визначаються товщиною мильної плівки.
Коли світлопроходить крізь тонку плівку міхура, частина відбивається від зовнішньої поверхні, тоді як інша частина проникає всередину плівки і відбивається від внутрішньої поверхні. Спостерігається у відображенні колір випромінювання визначається інтерференцією цих двох відбитків. Оскільки кожен прохід світла через плівку створює зсув по фазі пропорційний товщині плівки і обернено пропорційний довжині хвилі, результат інтерференції залежить від двох величин. Відбиваючись, деякі хвилі складаються у фазі, а інші в протифазі, і в результаті біле світло, що стикається з плівкою, відбивається з відтінком, що залежить від товщини плівки.
У міру того, як плівка стає тоншою через випаровування води, можна спостерігати зміну кольору міхура. Товстіша плівка прибирає з білого світла червоний компонент, роблячи тим самим відтінок відбитого світла синьо-зеленим. Більш тонка плівка прибирає жовте (залишаючи синє світло), потім зелене (залишаючи пурпурове), а потім синє (залишаючи золотисто-жовте). Зрештою стінка міхура стає тоншою, ніж довжина хвилі видимого світла, всі хвилі видимого світла, що відбиваються, складаються в протифазі і ми перестаємо бачити відображення зовсім (на темному тлі ця частина міхура виглядає «чорною плямою»). Коли це відбувається, товщина стінки мильної бульбашки менше 25нанометрів, І міхур, швидше за все, скоро лусне.
Ефект інтерференції також залежить від кута, з яким промінь світла стикається з плівкою міхура. Таким чином, навіть якби товщина стінки була скрізь однаковою, ми все одно спостерігали б різні кольори через рух міхура. Але товщина міхура постійно змінюється через гравітацію, яка стягує рідину в нижню частину так, що ми можемо спостерігати смуги різного кольору, які рухаються зверху вниз.
Математичні властивості
Мильні бульбашки утворюютьпіну
Мильні бульбашки також є фізичною ілюстрацією проблемимінімальної поверхні, складні математичні завдання. Наприклад, незважаючи на те, що з 1884 року відомо, що мильна бульбашка має мінімальну площу поверхні при заданому обсязі, тільки в 2000 році було доведено, що два об'єднані міхура також мають мінімальну площу поверхні при заданому об'єднаному об'ємі. Це завдання було названо теоремою подвійного міхура. Також лише з появою геометричної теорії заходи вдалося довести, що оптимальна поверхня будешматково-гладкою, а не нескінченно зламаною.
Плівка мильної бульбашки завжди прагне мінімізувати свою площу поверхні. Це зв'язано з тим щовільна енергіярідкої плівки пропорційна площі її поверхні і прагне досягнення мінімуму:
де σ - поверхневий натяг речовини, а S - Повна площа поверхні плівки. Оптимальна форма окремого міхура - сфера, проте кілька міхурів, об'єднаних разом, мають набагато складнішу форму.
Як робити мильні бульбашки
Мильна бульбашка
Найпростіший спосіб - використовувати спеціальну рідину для мильних бульбашок (яка продається як іграшка) або просто змішати засіб для миття посуду з водою. Але останній спосіб може не дати таких хороших результатів, яких хотілося б отримати, тому кілька прийомів, що допомагають поліпшити результат:
Компоненти
- Що-небудь зменшує поверхневий натяг води, наприклад, рідке милочи дитячий шампунь. Чим чистіше мило (без домішок парфуму або інших добавок), тим кращий результат може вийти.
- Щось ущільнююче воду. Найчастіше використовуєтьсягліцерин(який можна купити ваптеці). Також можна використовувати цукор, який краще розчиняти у теплій воді. Однак щільність води може стати занадто великою, тому важливо дотримуватися помірності.
- Дистильована вода. Вода з-під крана містить іони кальцію, які пов'язують мило. Дистильована вода працює краще.
Процедура
- Якщо залишити суміш відкритою на кілька годин, то її щільність теж стане вищою. Але, знову, якщо вона стане надто високою, видувати бульбашки буде складно.
- Краще уникати бульбашок або піни на поверхні суміші, акуратно їх забираючи або просто дочекавшись, поки вони зникнуть.
- Те, наскільки просто робитиме бульбашки, залежить від безлічі різних факторів. Різне мило, різні умови довкілляНаприклад, краще уникати запорошеного повітря або вітру. Також чим більше вологість повітря, тим краще, а значить краще робити бульбашки в дощовий день. Іншими словами, найкращий спосібзнайти ідеальне рішення - це метод спроб і помилок.
Як надувати гігантські мильні бульбашки
- Спочатку зробимо мильний розчин. Нам знадобляться:
Яка ємність.
Вода (1 арк.).
Миючий засіб (наприклад, Fairy) або гель для душу (наприклад, Palmolive) (150-200 мл).
Небагато гліцерину, який можна купити в аптеках (25 мл.).
(Необов'язково) Персональний лубрикант, не на олійній основі, який також можна купити в аптеках (25 мл).
Дві палички будь-якого розміру, але для певності нехай будуть 30 см.
Бавовняна мотузка, близько 50 см.
2. Щоб бульбашки виходили довговічними, вода має бути м'якою, краще, якщо вона буде дистильована.
3. Підігрійте воду та налийте її у вашу ємність. Як ємність краще використовувати таку, яка матиме широку кришку, щоб туди можна було вільно опускати наш надувальний пристрій. Якщо використовувати скляну ємність, то пам'ятайте, що гарячу воду потрібно наливати в неї поступово, прогріваючи стінки судини, інакше він лусне.
4. Те, наскільки легко буде надувати бульбашки залежить від безлічі параметрів, зокрема, від вологості повітря у тій місцевості, де ви живете. Тому, якщо хочете досягти ідеального складу, вливайте гель для душу у воду кількома порціями, щораз перевіряючи, чи покращився ваш розчин. Якщо ви нетерплячі, можете відразу змішати 150 мл. гелю з водою, бульбашки можна надувати і з неідеальним складом.
5. Додайте розчин 25 мл. гліцерину та 25 мл. лубриканта (можна обійтися і без лубриканта) і добре все розмішайте. Слідкуйте, щоб при розмішуванні не утворювалася піна. Якщо вона все ж таки з'явиться, її можна прибрати ложкою.
6. Перевірте розчин, надувши міхур через трубочку. Не турбуйтеся, якщо бульбашки поки що виходять звичайними. Секрет великих бульбашок полягає не тільки в рецепті мильного розчину. Можна додати гелю або інших інгредієнтів, якщо хочете поекспериментувати.
7. Тепер потрібно зробити надувний пристрій. Воно є дві палички, між якими прив'язана мотузка таким чином, щоб вона утворювала трикутник.
8. Надувати бульбашки найкраще на вулиці у безвітряну погоду (або зі слабким вітерцем). Опустіть надувальний пристрій у розчин, потім підніміть його та почніть відходити назад. Потік повітря, що утворився, надує міхур. Розважайтеся і не соромтеся експериментувати!
експериментальна частина I. - Приготування розчину В результаті експерименту було встановлено, що найбільш міцні та еластичні плівки виходять із суміші господарського мила, цукру та желатину (замінюють гліцерин), також непогані результати показали миючі засоби "Fairy" та "Fa" (з додаванням гліцерину). Концентрація миючого засобу залежить від вологості приміщення, температури та багатьох інших факторів. Результати досвіду представлені у таблиці
ІІ. - Дротові рамки При зануренні об'ємних рамок в мильний розчин виходять дивовижні за формою плівки. У разі куба, тетраедра, циліндра та багатьох інших фігур, плівки прикріплюються до ребрів і сходяться всередині. Площа плівок, натягнутих каркас, завжди мінімальна, т.к. це відповідає мінімуму поверхневої енергії. За допомогою рамок можна наочно вирішувати деякі геометричні та архітектурні завдання. Під час проектування будівель даху макетів виконуються у вигляді каркасів. Розрахунок перевіряється за допомогою мильних плівок, що формуються на цих рамках. Необхідна умова отримання мильних плівок - замкнутість каркаса. Для того щоб на спіралі утворювалася мильна плівка, необхідно з'єднати перший і останній виток віссю. Ось не обов'язково має проходити центром, її завдання - замкнути рамку. Гвинтову рамку можна зробити краще, щоб можна було зближувати і розсувати витки спіралі. Декілька бульбашок одна в одній Спочатку видуємо великий міхур. Потім, змочивши трубочку з-під коктейлю в мильному розчині і проткнувши великий міхур, повільно витягаємо трубочку назад, не доводячи її, проте, до краю, видуємо другий міхур, укладений у першому. Щоб бульбашки не лопалися при зіткненні з рукою, її попередньо треба змочити в мильному розчині. Фігурка у міхурі
Необхідна умова отримання мильних плівок - замкнутість каркаса. Мильна бульбашка, зіткнувшись з твердою поверхнею, що не змочується, не руйнується. На такій поверхні він має сферичну форму, тому що маса міхура вкрай мала і сила тяжіння не впливає на його форму. |
||||||||||||||||||||
Попередній перегляд:
Щоб скористатися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com
Підписи до слайдів:
Таємниця мильної бульбашки Виконав: Соловйов Гриша Учень 4 класу
У ньому стільки блиску було, Була така пиха, А він - води і мила Роздулася суміш. Самуїл Маршак "Мильні бульбашки"
Мета роботи – розкрити секрет мильної бульбашки. Завдання: Проаналізувати наукову літературу з проблеми утворення мильної бульбашки Виявити компоненти для більш стійкої мильної бульбашки. Перевірити від чого залежить розмір мильної бульбашки та її довговічність.
Миючий засіб Доповнення Концентрація мила, % Середній діаметр мильного міхура, см господарське мило 1/4 частини цукру з желатином 20 11-12 "гліцеринове" мило - 27 7 "Fairy" - 12 10 "Fa" + 1/3 гліцерину 37 8