Международный Фестиваль «Звезды Нового Века» - 2013
Естественные науки (от 14 до 17 лет)
Исследование устойчивости
мыльного пузыря
Шевченко Софья, 17 лет
ученица 11а класса.
Руководитель работы
преподаватель физики
МОУ СОШ №6
г. Волгоград
2013
Содержание:
Введение……………………………………………………………………3-4
I. Теория мыльного пузыря……………………………………….……….5-6
1.1История предмета исследования……………………………..……………5
1.2Мыльный пузырь и физика……………………………………..……….…6
II. Выяснение причин устойчивости мыльного пузыря………………....7-14
2.1. Выяснение влияния мыла на поверхностное натяжение воды….……..7
2.2 Тестирование растворов для выдувания мыльных пузырей…………7-8
2.3 Измерения поверхностного натяжения мыльного раствора №4 при разных температурах………………………………………………….…..8-9
2.4 Расчет максимального радиуса мыльного пузыря и экспериментальная проверка расчетов…………………………………...…9-10
2.5 Расчет совершенной работы при выдувании мыльного пузыря максимального радиуса………………………………………………...…10-11
2.6 Расчет добавочного давления при выдувании мыльного пузыря максимального радиуса………………………………………………….11-12
2.7 Экспериментальное определение удельной теплоемкости мыльного раствора……………………………………………………………………12-13
2.8 Объединение пузырей……………………………………….………….Лопание мыльных пузырей…………………………………………14-15
2.10 Замораживание мыльных пузырей……..……………….….……...15-16
Заключение……………………………………………………………..…16-18
Использованная литература………………………………………..……..19
Приложения ……………………………………………………………20-30
Введение
В нем столько блеску было,
Была такая спесь,
А он - воды и мыла
Раздувшаяся смесь.
С. Маршак "Мыльные пузыри"
Переливающийся шарик, парящий в воздухе, — не только трогательный символ беспечного детства. В научных институтах всего мира о нем пишут диссертации, высчитывают его точную площадь и плотность, наполняют то теплым, то холодным воздухом. Мыльного «подопытного» даже замораживают! Чем же вызван столь широкий интерес к, казалось бы, простейшей детской забаве?
Объект исследования - мыльный пузырь. Предмет исследования – некоторые свойства мыльного пузыря.
Мыльный пузырь - конструкция очень устойчивая. Если помнить о том, что его строительным материалом является главным образом вода,- устойчивость мыльного пузыря не может не поражать. Что же придаёт такую устойчивость пузырю, изготовленному из тончайшей жидкой плёнки? Предельная простота и совершенство формы? Очевидно, и это! А проще, величественнее и совершеннее формы, чем сфера, нет! Но действительно ли дело в форме? Еще английский физик лорд Кельвин говорил: «Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него. Вы можете заниматься всю жизнь его изучением, не переставая извлекать из него уроки физики». Итак, воздадим должное великим физикам, порадуемся весёлым стихам Маршака и последуем доброму совету Кельвина.
Цель работы – выяснить секрет устойчивости мыльного пузыря.
Задачи: 1) найти несколько рецептов изготовления мыльных пузырей и протестировать их по следующим критериям: прочность, время жизни пузыря, размер, поведение при отрицательных температурах; выбрать рецепт, показавший лучшие результаты и улучшить его, сравнить результаты; 2) вывести формулу для расчета предельного радиуса пузыря и предельной толщины пленки, получить пузырь максимального радиуса экспериментально;
3) рассчитать совершенную работу при выдувании мыльного пузыря максимального радиуса;
4) рассчитать добавочное давление при выдувании мыльного пузыря максимального радиуса;
5) провести измерения поверхностного натяжения одного из мыльных растворов при разных температурах;
6) экспериментально определить удельную теплоемкость мыльного раствора;
7) выяснить экспериментально, как изменится поверхностное натяжение воды при добавлении в нее мыла; 8) проанализировать поведение мыльного пузыря при объединении и лопании.
Методы исследования: в соответствии с задачами исследования были использованы теоретические методы: методы систематизации теоретического материала, исследовательские методы, обобщение накопленного материала, изучение и анализ научной и публицистической литературы по проблеме исследования, моделирование, интерпретация полученных результатов исследования; экспериментальные методы: опорно-диагностические (анкетирование, тестирование); обсервационные методы: наблюдение, фиксирование результатов исследования и развития, физический эксперимент; статистические методы: математические методы обработки результатов исследования, табличная и графическая интерпретация данных; работа с компьютерными программами Light Alloy и Adobe Photoshop CS2 для обработки изображений.
I. Теория мыльного пузыря
1.1 История предмета исследования
У мыльного пузыря нет дня рождения, но заявлять о довольно солидном его возрасте можно с полной уверенностью, ведь фрески с изображением детей, выдувающих пузыри, были обнаружены при раскопках древнего города Помпеи. В средних веках изображение ангела, пускающего пузыри, помещали на надгробья и добавляли надпись: «От этого никто не уйдёт» [3, с. 98] (Приложение 1). Этим, по-видимому, хотели сказать, что жизнь хрупка, как мыльный пузырь.
Еще на картинах фламандских художников XVII века часто встречались изображения детей, выдувающих мыльные пузыри через глиняную соломинку. В XVIII и XIX веках дети выдували мыльные пузыри, используя мыльную воду, оставшуюся после стирки. Выдувание мыльных пузырей приобрело большую популярность, когда в 1886 году Pears Soap Company начала рекламу своего "воздушного" продукта, воспользовавшись знаменитой картиной Д. Миллеса "Пузыри" (Приложение 2). Компания "Chemtoy", которая ранее занималась продажей чистящих средств, в 40-х годах XX века вдруг начала выпуск жидкости, предназначенной для выдувания мыльных пузырей. Но настоящий бум на мыльные пузыри приключился в 60-х того же века. Для хиппи - "детей цветов" - мыльные пузыри стали символом мира и гармонии (Приложение 3).
1.2 Мыльный пузырь и физика
Мыльный пузырь — тонкая пленка мыльной воды, которая формирует шар с переливчатой поверхностью. Пленка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключенного между двумя слоями молекул, чаще всего мыла. Эти слои состоят из достаточно сложных молекул – русалок, одна часть которых является гидрофильной (любит контактировать с водой), а другая гидрофобной (избегают подобного контакта, «боятся» воды) [1, с.22]. Гидрофильная часть представляет собой разделённые электрические заряды, обладающие дипольным моментом. Она привлекается тонким слоем воды. В то время как гидрофобная – представляющая собой «хвост» из углеродной цепочки длиной 2,5 нм, наоборот, выталкивается. В результате образуются слои, защищающие воду от быстрого испарения, а также уменьшающие поверхностное натяжение.
Переливчатые «радужные» цвета мыльных пузырей получаются за счёт интерференции световых волн и определяются толщиной мыльной плёнки. Когда свет проходит сквозь тонкую плёнку пузыря, часть его отражается от внешней поверхности, в то время как другая часть проникает внутрь плёнки и отражается от внутренней поверхности. Наблюдаемый в отражении цвет излучения определяется интерференцией этих двух отражений. (Приложение 4). Поскольку каждый проход света через плёнку создает сдвиг по фазе пропорциональный толщине плёнки и обратно пропорциональный длине волны, результат интерференции зависит от двух величин. Отражаясь, некоторые волны складываются в фазе, а другие в противофазе, и в результате белый свет, сталкивающийся с плёнкой, отражается с оттенком, зависящим от толщины плёнки. По мере того, как плёнка становится тоньше из-за испарения воды, можно наблюдать изменение цвета пузыря. Более толстая плёнка убирает из белого света красный компонент, делая тем самым оттенок отражённого света сине-зелёным. Более тонкая плёнка убирает жёлтый (оставляя синий свет), затем зелёный (оставляя пурпурный), и затем синий (оставляя золотисто-жёлтый). Эффект интерференции также зависит от угла, с которым луч света сталкивается с плёнкой пузыря. Таким образом, даже если бы толщина стенки была везде одинаковой, мы бы всё равно наблюдали различные цвета из-за движения пузыря. Но толщина пузыря постоянно меняется из-за гравитации, которая стягивает жидкость в нижнюю часть так, что обычно мы можем наблюдать полосы различного цвета, которые движутся сверху вниз.
II. Выяснение причин устойчивости мыльного пузыря
Соломинку простую сейчас возьму я в рот,
Потом слегка подую в соломинку - и вот,
Сияя гладкой пленкой, растягиваясь вширь,
Выходит нежный, тонкий, раскрашенный пузырь.
2.1 Выяснение влияния мыла на поверхностное натяжение воды.
Цель эксперимента: качественно оценить влияние мыла на величину поверхностного натяжения воды. Оборудование: иголка, стакан с водой, пипетка, пинцет, мыльный раствор.
Ход эксперимента: 1. На поверхность воды, находящейся в стакане, пинцетом укладывают иголку (фото 1, Приложение В стакан с водой и лежащей на поверхности воды иголкой, капают каплю мыльного раствора (фото 2,3, Приложение 5). Вывод: иголка утонула, так как добавление мыла не увеличивает, а уменьшает поверхностное натяжение примерно до трети от поверхностного натяжения чистой воды. Это легко объяснить: молекулы мыла, вклиниваясь между молекулами воды, снижают их взаимное притяжение.
2.2 Тестирование растворов для выдувания мыльных пузырей.
Цель эксперимента:
1 часть - выявить раствор, имеющий лучшие показатели по следующим критериям: прочность, время жизни пузыря, размер (средний размер, максимальный размер), количество удачных попыток из 10, поведение при отрицательных температурах;
2 часть - усовершенствовать раствор, показавший лучшие результаты. Оборудование: рамка для выдувания мыльных пузырей, раствор мыльных пузырей из магазина, глицерин, сахар, вода, дистиллированная вода, стаканы для растворов, измерительный цилиндр, нашатырный спирт, стиральный порошок для ручной стирки. Ход эксперимента: 1. Поиск рецептов растворов мыльных пузырей (Приложение 6, таблица 2. Приготовление и тестирование каждого раствора 3. Анализ результатов (составление сводной таблицы, выявление раствора для дальнейшего исследования) (Приложение 6, таблица 2). Для выполнения второй части эксперимента использовался раствор № 4. Для этого заменили обычную воду дистиллированной. Данные второй части эксперимента в Приложении 8.
Вывод: в результате эксперимента было установлено, что наиболее прочные и эластичные пленки образуются при использовании раствора №4 (Приложение 6). Для опытов лучше использовать дистиллированную воду, обычная вода из-за минерального содержания будет причиной хрупких пузырей.
2.3 Измерения поверхностного натяжения мыльного раствора №4 при разных температурах
Простой прибор для грубых измерений поверхностного натяжения жидкости показан на фото в Приложении 7. Опустим в мыльный раствор№4 медную проволочку, изогнутую, как показано на рисунке, зацепим проволочку чувствительным пружинным динамометром и будем очень медленно, без толчков поднимать ее вверх. Показание динамометра будет постепенно увеличиваться и достигнет максимального значения, когда из жидкости покажется мыльная пленка, повисшая на проволочке. Отсчитав показание динамометра и приняв во внимание вес проволочки, мы найдем силу, которая растягивает пленку. При длине проволочки 5 см эта сила составляет около 0,044 Н, поэтому: σ=0,0044Н:(2 .0,05м)= 0,044Н/м. Это поверхностное натяжение мыльного раствора при 200С.
Исследуем зависимость поверхностного натяжения мыльного раствора №4 от температуры и данные занесем в таблицу (Приложение 7).
Вывод: поверхностное натяжение мыльного раствора №4 при повышении температуры уменьшается. Следовательно, силы сцепления в жидкости уменьшаются при повышении температуры. Диаграмма данной зависимости в Приложении 7.
2.4 Расчет максимального радиуса мыльного пузыря и экспериментальная проверка расчетов
Цель эксперимента: рассчитать предельный радиус мыльного пузыря, проверить расчеты экспериментом. Оборудование: горячая вода, глицерин, нашатырный спирт, порошкообразное моющее средство, рамка для выдувания мыльного пузыря. Ход эксперимента: 1.Теоретический расчет Рассчитаем предельный радиус пузыря R*, до которого не будет происходить нарушения сплошной поверхности. Пусть r – радиус капли мыльного пузыря, c – концентрация мыла в капле раствора, a - среднее межмолекулярное расстояние в жидкости, nс - количество молекул мыла, которые мы можем расположить на поверхности пузыря предельного размера, тогда nс= (4/3πr3/a3)с. С другой стороны, для того чтобы и внешнюю, и внутреннюю поверхность мыльного пузыря покрыть однослойной пленкой молекул мыла, необходимо иметь ns = 2•4π (R*/а)2 молекул. Тогда R* находится из условия ns = nс, т. е. R*=(сr3/6а)1/2 . Приравнивая объем начальной капли объему пленки пузыря :4/3*πr3 = 4π R*2h*можно найти толщину пленки предельного пузыря:h=2а/с Вывод: толщина пленки оказалась не зависящей ни от радиуса начальной капли, ни от радиуса предельного пузыря. Это означает, что пленка предельного пузыря состоит из чистой, "обезмыленной" воды между двумя слоями молекул мыла. Чем больше было растворено мыла в воде (больше с), тем меньше будет "обезмыленной" воды (меньше h *) Практическая оценка: Сделаем некоторые количественные оценки. Если r = 10-3 м, с ≈ 0,1, а≈5 ∙10 -10м [1, с. 116],то оказывается, что R * ≈ 0,2 м, а h*≈ 10-8 м. А вот если r = 10~2 м, то R* ≈ 6 м. Такой пузырь очень сложно выдуть по "техническим причинам": он лопнет раньше, чем созреет. Вывод: В наших экспериментах получились пузыри диаметром не более 1 м (Приложение 6).
2.5 Расчет совершенной работы при выдувании мыльного пузыря максимального радиуса
Попробуем рассчитать работу, которую надо совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь радиусом 1 метр (именно такой максимальный радиус мыльного пузыря у нас и получился). Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора определяем по справочнику[1]. Он составляет 40мН/м.
По определению, коэффициентом поверхностного натяжения жидкости называется отношение изменения потенциальной энергии поверхностного слоя жидкости к изменению площади поверхностного слоя жидкости:
σ= ΔW/ ΔS
Значит, работа внешних сил при выдувании мыльного пузыря затрачивается на сообщение поверхностному слою жидкости избытка потенциальной энергии:
A= ΔW, поэтому ΔW= σ ΔS и А= σ ΔS
При выдувании мыльного пузыря увеличиваются две поверхности жидкости: внешняя и внутренняя. Т. к. толщина пленки очень тонкая, ей можно пренебречь и можно считать, что: R1=R2 =R. Тогда увеличение поверхности жидкости составит: ΔS= 2 4πR2 = 8πR2. Подставляя эту формулу в формулу работы, получаем:
А= σ 8πR2.
Подставляя данные получим:
А= σ 8πR2= 0,040 Н/м 8π 1м2=1,0048 мДж.
Вывод: Таким образом, был произведен расчет совершенной работы при выдувании мыльного пузыря максимального радиуса - 1 метр.
2.6 Расчет добавочного давления при выдувании мыльного пузыря максимального радиуса
Рассмотрим тонкую жидкую плёнку, толщиной которой можно пренебречь. Стремясь минимизировать свою свободную энергию, плёнка создаёт разность давления с разных сторон. Этим объясняется существование мыльных пузырей: плёнка сжимается до тех пор, пока давление внутри пузыря не будет превышать атмосферное на величину добавочного давления плёнки. Добавочное давление в точке поверхности зависит от средней кривизны в этой точке и даётся формулой Лапласа[2]:


Здесь — радиусы главных кривизн в точке. Они имеют одинаковый знак, если соответствующие центры кривизны лежат по одну сторону от касательной плоскости в точке, и разный знак — если по разную сторону. Например, для сферы центры кривизны в любой точке поверхности совпадают с центром сферы, поэтому

![]()

Для случая поверхности кругового цилиндра радиуса имеем


Для нашего случая:
= 0,040 Н/м : 1 м= 0,040 Н/м2= 40 мПа
Вывод: В нашем случае мыльный пузырь с максимальным радиусом 1 метр образовался благодаря избыточному давлению 40мПа.
2.7 Удельная теплоемкость мыльного раствора
Удельная теплоёмкость - физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 Кельвин.
Единицей СИ для удельной теплоёмкости является джоуль на килограмм-кельвин. Следовательно, удельную теплоёмкость можно рассматривать как теплоёмкость единицы массы вещества. Формула расчёта удельной теплоёмкости: с= Q/m
, где c — удельная теплоёмкость, Q— количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), m— масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,
— разность конечной и начальной температур вещества.
Для определения удельной теплоемкости мыльного раствора мы воспользовались двумя способами (Приложение 9):
1.На электрической плитке (U=220В, Р=300Вт) нагреваем мыльный раствор (V=150 мл, ρ=1130 кг/м3) в тонкостенном алюминиевом (с= 920 Дж/ кг К) стакане массой 0, 10 кг, термометр, часы с секундной стрелкой.
Атока=IUt=Рt
Работа тока идет на нагревание мыльного раствора в алюминиевом стаканчике. Уравнение теплового баланса при разности температур 930С:
Атока=Qал. ст+Qмыл. рас.
А тока=С ал. стm ал. ст.![]()
+Смыл. расmмыл. рас![]()
![]()
Смыл. рас=Рt-Cал. ст mал. ст![]()
= 4024,7 Дж/кг К
mмыл. рас![]()
![]()
2. На спиртовке (удельная теплота сгорания спирта qспирт = 2,7 •107 Дж/кг ) нагреваем мыльный раствор ( V= 100 мл, ρ=1130 кг/м3) в алюминиевом стаканчике(с= 920 Дж/ кг К) стакане массой 0, 10 кг, термометр.
Количество теплоты, которое выделилось при сгорании спирта массой 0,010 кг идет на нагревание мыльного раствора в алюминиевом стаканчике. Уравнение теплового баланса при разности температур 600С:
qспирт mспирт= С ал. стm ал. ст.![]()
+Смыл. расmмыл. рас![]()
![]()
Смыл. рас= 4098 Дж/кгК
Вывод: удельная теплоемкость мыльного раствора находится в пределах Дж/кгК.
2.8 Объединение пузырей.
Цель эксперимента: выяснить, как ведут себя пузыри при объединении Оборудование: раствор для выдувания мыльных пузырей, чашка, соломинка Ход эксперимента: 1. Наливаем в чашку раствор для выдувания мыльных пузырей. 2. Вспениваем его 3. Затем протыкаем каждый пузырь соломинкой, смоченной в растворе, выдуваем его. Вывод: Когда два пузыря соединяются, они принимают форму с наименьшей возможной площадью поверхности. Их общая стенка будет выпячиваться внутрь большего пузыря. Если пузыри одинакового размера, их общая стенка будет плоской. Если пузырей больше чем три, они будут располагаться таким образом, что возле одного края могут соединяться только три стенки, при этом углы между ними будут равны 120°[3, с. 87], в силу равенства поверхностного натяжения для каждой соприкасающейся поверхности (Приложение 8). Пузыри, не подчиняющиеся этим правилам, в принципе могут образовываться, однако будут сильно неустойчивыми и быстро примут правильную форму либо разрушатся.
2.9 Лопание мыльных пузырей.
Цель эксперимента: выяснить, как происходит лопание мыльных пузырей Оборудование: раствор для выдувания мыльных пузырей, фотокамера «Samsung», ноутбук «Samsung», программа Light Alloy - компактный мультимедийный плеер, с функцией замедленного просмотра видео. Ход эксперимента: 1. Cъемка процесса лопания мыльного пузыря на камеру. 2. Покадровый просмотр отснятого материала с помощью плеера Light Alloy. 3.Отбор скриншотов, на которых можно различить моменты лопания пузыря. Вывод: - Для того, чтобы заснять процесс лопания мыльного пузыря необходима высокоскоростная видеокамера. - Процесс разрыва пузыря идет по путям наименьшего сопротивления. Когда пузырь цел, можно видеть на нем дифракционные переливы отраженного света (Приложение 10).Это говорит о том, что отражающая мыльная пленка не всюду имеет одинаковую толщину. Когда мыльная плёнка растягивается, концентрация мыльных молекул на поверхности уменьшается, увеличивая при этом поверхностное натяжение. Именно по этой причине, в момент разрыва пузыря, он мгновенно минимизирует поверхность. А из-за инерционности капельки не успевают разлететься в стороны (Приложение 10, фото из Интернетресурсов).
2.10 Замораживание мыльных пузырей
Цель эксперимента: проследить механизм замораживания мыльных пузырей, выяснить, где может использоваться данная способность пузырей. Оборудование: соломинка с расщепленным концом, раствор для выдувания мыльных пузырей, морозильная камера «Горенье», термометр, фотоаппарат «Samsung». Ход эксперимента: 1. Замеряем температуру в морозильной камере 2. Наблюдаем за замораживанием мыльного пузыря 3. Фотографируем стадии замораживания пузыря Вывод: Пузырь при медленном охлаждении переохлаждается и замерзает примерно при –10°C. Сферическая пленка не будет сокращаться, несмотря на то, что воздух внутри пузыря сжимается. Теоретически диаметр пузыря должен уменьшаться в процессе охлаждения до 0°C, но на такую малую величину, что практически это изменение определить очень трудно (Приложение 11). Замерзание пузыря начинается снизу, можно заметить вращение пузыря. После замерзания всей оболочки в верхней части начинает образовываться вмятина. Пленка оказывается не хрупкой, она обнаруживает пластичность. Пластичность пленки оказывается следствием малости ее толщины. При выдувании пузырей на сильном морозе –25°C (морозильная камера) сразу же в разных точках поверхности возникают мелкие кристаллики, которые быстро разрастаются, сливаются в единую картину (Приложение 11). Где используется: процесс заморозки биологических мембран происходит так же, как и замораживание мыльного пузыря. Действие холода на клетки (замораживание спермы, органов и целых организмов для длительного хранения и последующего использования) ученые моделируют на мыльных пузырях, состоящих из смеси сходных с биологическими мембранами компонентов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проделанной работы пришли к следующим выводам:
1) Добавление мыла не увеличивает, а уменьшает поверхностное натяжение;
2) Наиболее прочные и эластичные пленки образуются при использовании раство
3) Улучшить качество мыльных пузырей можно заменив обычную воду дистиллированной, обычная вода из-за минерального содержания будет причиной хрупких пузырей; 4) Формула для вычисления предельного радиуса мыльного пузыря R*=(сr3/6а)1/2 , для вычисления толщины пленки предельного пузыря: h=2а/с. Толщина пленки оказалась не зависящей ни от радиуса начальной капли, ни от радиуса предельного пузыря. Это означает, что пленка предельного пузыря состоит из чистой, "обезмыленной" воды между двумя слоями молекул мыла; 5) Мы смогли выдуть пузыри диаметром не более 1м ±0,0005 м;
6) Совершенная работа при выдувании мыльного пузыря максимального радиуса 1 метр составляет 1мДж;
7) Мыльный пузырь с максимальным радиусом 1 метр образовался благодаря избыточному давлению 40мПа;
8) Поверхностное натяжение мыльного раствора №4 при повышении температуры уменьшается. Следовательно, силы сцепления в жидкости уменьшаются при повышении температуры;
9) удельная теплоемкость мыльного раствора находится в пределах Дж/кгК;
10) Когда два пузыря соединяются, они принимают форму с наименьшей возможной площадью поверхности. Их общая стенка будет выпячиваться внутрь большего пузыря. Если пузыри одинакового размера, их общая стенка будет плоской. Если пузырей больше чем три, они будут располагаться таким образом, что возле одного края могут соединяться только три стенки, при этом углы между ними будут равны 120°, в силу равенства поверхностного натяжения для каждой соприкасающейся поверхности;
11) Пузырь при медленном охлаждении переохлаждается и замерзает примерно при –10°C. Сферическая пленка не будет сокращаться, несмотря на то, что воздух внутри пузыря сжимается. Замерзание пузыря начинается снизу, можно заметить вращение пузыря. После замерзания всей оболочки в верхней части начинает образовываться вмятина. Пленка обнаруживает пластичность. Пластичность пленки оказывается следствием малости ее толщины. При выдувании пузырей на сильном морозе –25°C (морозильная камера) сразу же в разных точках поверхности возникают мелкие кристаллики, которые быстро разрастаются, сливаются в единую картину. Процесс заморозки биологических мембран происходит так же, как и замораживание мыльного пузыря. Действие холода на клетки ученые моделируют на мыльных пузырях, состоящих из смеси сходных с биологическими мембранами компонентов.
Когда занимались данным исследованием, мы с удивлением узнали, сколько великих людей с уважением относилось к мыльному пузырю. Нам очень приятно было оказаться среди таких великих ученых, как Т. Юнг, лорд Кельвин, И. Ньютон и многие другие. Я планирую продолжить изучение свойств мыльного пузыря.
Список источников информации и иллюстраций:
Литература:
«Пузыри» - М.: Наука, 1985, 182с «Поучительные забавы, или занимательные опыты и фокусы» М.:АСТ: Астель, 2008. – 158с , Что такое? Кто такой? Детская энциклопедия, М.:Астрель; АСТ, 2с , Энциклопедический словарь юного физика, М.: Педагогика, 1991 – 334 сСайты в Интернете:
1. http://bubblesmile. *****/recept. htm
2. http://www. *****/ssovet/8531999
Иллюстрации:
http://www. *****/users/4715676/post/ _burst-bubbles-02.jpg _burst-bubbles-05.jpg http://tvidi. /242428.html ***** http://*****/joke/42681/gallery фотографии из личного архиваПриложение 1
Приложение 2



Приложение 3

Приложение 4



Приложение 5

Приложение 6
1. Мыльные пузыри из магазина
2. 0,5 чашки детского шампуня, 1,5 чашки воды, 2 чайные ложки сахара [6].
3. На 200 гр. средства для мытья посуды необходимо взять 600 мл. воды и 100 мл. глицерина [6].
4. На 600 мл. горячей воды необходимо взять 300 мл. глицерина, 20 капель нашатырного спирта и 50 гр. любого порошкообразного моющего средства. Все ингредиенты перемешиваем и оставляем настояться на 2-3 дня. После этого раствор тщательно профильтровываем и ставим в холодильник на 12 часов [6].
5. 1,5 л воды, 200 мл сахарного сиропа, 450 мл моющего средства для посуды. Тщательно перемешав, дать постоять не менее 4-х часов [7].
6. около 50 мл. обычного прозрачного геля для душа, столько же воды, половина чайной ложки сахара [7].


Приложение 6
№ состава | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Проткнуть | + | + | + | + | + | + |
Время жизни пузыря | 6 мин 04 с | 18 мин 32 с | 40 мин 42 с | 44 мин 03 с | 36 мин 23 с | 8 мин 03 с |
Средний размер | 6,2 см | 12, 4 см | 18, 2 см | 23, 1 см | 15, 3 см | 8,2 см |
Максимально получившийся размер | 8,6 см | 16, 7 см | 22, 3 см | 26, 4 см | 23,1 см | 9,3 см |
Из десяти получилось | 6/10 | 9/10 | 9/10 | 9/10 | 8 /10 | 7/10 |
Большой длинный пузырь | Плохо | Хорошо | Хорошо | Хорошо | Хорошо | Плохо |
Поведение при низких температурах | Замерзли 3 из 10 | Замерли 5из10 | Замерзли 8 из 10 | Замерзли 9 из 10 | Замерзли 8 из 10 | Замерзли 5 из 10 |
№ состава | Обычная вода | Дистиллированная вода |
Проткнуть | + | + |
Время жизни пузыря | 44 мин 03 с | 46 мин 23 с |
Средний размер | 23, 1 см | 24, 3 см |
Максимально получившийся размер | 26, 4 см | 28,1 см |
Из десяти получилось | 9/10 | 9 /10 |
Большой длинный пузырь | Хорошо | Хорошо |



Приложение 7
Диаграмма зависимости поверхностного натяжения
мыльного раствора от температуры




Зависимость поверхностного натяжения мыльного раствора №4
от температуры
Температура, | Поверхностное натяжение, Н/м | Расчет результатов | |
20 30 50 100 | 0,044 0, 040 0,030 0, 026 | σ=0,0044:(2 .0,05)= 0,044 σ=0,0040:(2 .0,05)= 0,040 σ=0,0030:(2 .0,05)= 0,030 σ=0,0026:(2 .0,05)= 0,026 | |
Приложение 8



Приложение 9
Определение удельной теплоемкости мыльного раствора


Приложение 10


Приложение 11





[1] Справочник по физике и технике - 3-е изд.-М.:Просвещение, 1989г.
[2] Пьер-Симо́н Лапла́с (фр. Pierre-Simon de Laplace; 23 марта 1749 — 5 марта 1827) — выдающийся французский математик, физик и астроном; известен работами в области небесной механики, дифференциальных уравнений, один из создателей теории вероятностей.


