Тайна мыльных пузырей

Работа Леонида Шушкова, учащегося 4 класса Бабушкинской средней школы, подготовленная им к школьному этапу научно-практической конференции «Мир через культуру».

Мыльные пузыри — любимая забава для детей и даже для взрослых. Они парят в воздухе, переливаясь всеми радужными красками, и всегда вызывают улыбку. Жидкость для выдувания мыльных пузырей — самая продаваемая игрушка в мире. Ежегодно страстными поклонниками этого развлечения скупается более 200 миллионов пузырьков с этой волшебной жидкостью. Эта забава известна с давних времён. Марк Твен назвал мыльный пузырь самым восхитительным и самым изысканным явлением природы.

Из истории мыльных пузырей

Существует легенда о появлении первого мыльного пузыря: в один прекрасный день, когда наконец-то создали мыло король, ничуть не шутя, приказал всем вымыться мылом под страхом смертной казни. И все в этот день намылили мочалки. Только один старый сапожник по имени Пумпатус сидел, спрятавшись, в своей сапожной будке. Больше всего на свете Пумпатус не любил мыть шею. За окном послышались шаги. Два огромных стражника взяли Пумпатуса подмышки и через пять минут уже подвели его к городской тюрьме. В комнате, где заперли Пумпатуса, была ванна с мыльной пеной и много полотенец. «Согласен?» — спросили два огромных стражника. «Ни за что!» — отвечал Пумпатус. И его оставили, чтобы он в последний раз выкурил свою трубку. Пумпатус затянулся и вдруг увидел, что из трубки вылетел прекрасный прозрачный шар. Шар вылетел в окно и засиял на солнце: в нём прыгали маленькие радуги. За первым шаром вылетел второй… Пумпатус во все глаза смотрел на происходящее чудо. Прохожие внизу тоже задрали головы, чтобы посмотреть на это. Вскоре собралась толпа, и начался переполох. О том, что Пумпатуса должны были казнить, все, конечно, и думать забыли. Профессор, которого пригласили во всём разобраться, осмотрел трубку Пумпатуса. «В трубку попала мыльная пена. Вот в чём дело», — объявил профессор толпе под окном. Пумпатуса, конечно, не казнили, а после этого мыльные пузыри стали популярны не только в одном маленьком королевстве, но и в целом мире!

Ещё на картинах фламандских художников XVIII века часто встречались изображения детей, выдувающих мыльные пузыри через глиняную соломинку. В XVIII-XIX веках дети выдували мыльные пузыри, используя мыльную воду, оставшуюся после стирки.

Что такое мыльный пузырь

Мыльный пузырь — тонкая многослойная плёнка мыльной воды, наполненная воздухом, обычно в виде сферы с переливчатой поверхностью. Мыльные пузыри обычно существуют лишь несколько секунд и лопаются при прикосновении или самопроизвольно. Вообще это маленькое разноцветное чудо связано с целым букетом увлекательных загадок.

Во-первых, это форма – шар. Именно ее и пытается принять пузырь. Правда, ему мешают потоки воздуха: сначала внутренние, при надувании, потом внешние — от ветерка. Но он упорно старается вернуться к сфере, принимая самые забавные очертания.

Почему мыльный пузырь круглый

Тот пузырь, который свободно парит в воздухе, имеет форму шара. Причина этому – силы поверхностного натяжения жидкости. Наглядно появление сил поверхностного натяжения можно объяснить следующим образом. Если большая группа тел обладает свойством притягивать друг друга или тела по своему желанию устремляются друг к другу, то результат будет один: они соберутся в ком, подобный пчелиному рою. Каждое тело «стремится» внутрь этого кома, и поверхность кома сокращается, приближаясь к сфере. Это и будет модель возникновения сил поверхностного натяжения.

Окраска пузыря

Во-вторых, радужные блики на пузырях. Это волны света, отражающиеся от внешней поверхности пленки, совмещаются с волнами, отражающимися от внутренней поверхности. Удивительно — пленка из бесцветной жидкости, раствора мыла в воде, освещенная белым светом, расцвечивается всеми цветами радуги. О расцветке мыльного пузыря в своих детских стихах писал С.Я. Маршак:

Горит, как хвост павлиний,

Каких цветов в нем нет!

Лиловый, красный, синий.

Зеленый, желтый цвет.

Маленькую баночку с мыльными пузырями сейчас легко можно купить в магазине. Однако она быстро заканчивается, а еще зачастую в них бывает не слишком хороший состав. Вот я и задумался о том, чтобы сделать раствор для мыльных пузырей самостоятельно. А еще лучше, чтобы из такого раствора получались мыльные пузыри больших размеров. Перед собой я поставил цель — провести исследования имеющихся рецептов мыльных пузырей, выявить наиболее эффективные из них.

Секреты производства мыльных пузырей

1. Вода должна быть мягкой. Самый простой способ смягчить воду – хорошенько прокипятить её и дать отстояться. Для приготовления раствора лучше брать тёплую воду, в ней быстрее растворяется моющее средство.

2. Если в качестве моющего средства используется мыло, то лучше брать хозяйственное отечественного производства.

3. Пузырь живет, пока он влажный. Для того чтобы мыльная пленка как можно дольше не высыхала, в раствор добавляют глицерин. Глицерин можно заменить водным раствором сахара с желатином.

4. Лучше выдувать пузыри в прохладном месте.

5. Поверхность инструментов, из которых выдуваются пузыри должна быть шероховатой, для уменьшения скольжения по нему мыльного раствора.

Процедура

Если оставить смесь открытой на несколько часов, то ее плотность тоже станет выше. Но если она снова станет слишком высокой, выдувать пузыри будет сложно.

Лучше избегать пузырьков или пены на поверхности смеси, аккуратно их убирая или просто дождавшись, пока они исчезнут.

То, насколько просто будет делать пузыри, зависит от множества разных факторов. Разное мыло, разные условия окружающей среды, например, лучше избегать пыльного воздуха или ветра. Чем больше влажность воздуха, тем лучше, значит, лучше делать пузыри в дождливый день.

Растворы для мыльных пузырей

Для исследования я взял несколько известных рецептов для приготовления растворов (пропорции предварительно уменьшил):

Рецепт № 1: 600 г воды, 200 г жидкого моющего средства для посуды «Фэйри», 100 г глицерина.

Рецепт № 2: 600 г горячей дистиллированной воды, 300 г глицерина, 200 г стирального порошка, 20 капель нашатырного спирта.

Рецепт № 3: 300 г воды, 300 г жидкого мыла для мытья посуды, 2 чайной ложки сахара.

Рецепт № 4: 4 столовых ложки мыльной стружки, 400 г горячей воды. После охлаждения добавить 2 чайной ложки сахара.

Рецепт № 5: 600 г воды, 200 г жидкого моющего средства для посуды «АОС», 100 г глицерина.

Рецепт № 6: 200 мл шампуня для взрослых, 400 мл дистиллированной воды, 3 столовые ложки глицерина.

Рецепт № 7: 200 мл детского шампуня, 400 мл дистиллированной воды, 3 столовые ложки глицерина.

Результаты исследований

1. Зависимость размеров мыльных пузырей от раствора:

Рецепт

Результат

№1

Мыльные пузыри выдуваются хорошо с помощью соломинок для коктейля. Максимальный диаметр 15 см в воздухе, 18 см на столе

№2

Раствор имеет неприятный запах. Мыльные пузыри маленьких размеров, быстро лопаются.

№3

Мыльные пузыри могут достигать 13 см в диаметре в воздухе, быстро лопаются на столе, диаметр 6 см

№4

Мыльные пузыри выдувались через соломинки маленькие. На столе – 12 см, в воздухе – 6 см.

№5

Мыльные пузыри в воздухе до 15 см, на столе – до 16 см

№ 6

Мыльные пузыри крупные. В воздухе – до 15 см, на столе – до 20 см.

№ 7

Мыльные пузыри в воздухе – до 9 см, на столе – 5 см.

2. Прокалывание мыльным пальцем.

Тест прошли все 7 составов.

3. Количество пузырей при выдувании. Из каждого состава надувались подряд 10 пузырей.

№ 1

№ 2

№ 3

№ 4

№ 5

№ 6

№ 7

5 из 10

7 из 10

8 из 10

7 из 10

9 из 10

6 из 10

7 из 10

4. Пирамидка. Несколько пузырей друг в друге.

Выдуваем большой мыльный пузырь. Затем погружаем соломинку в мыльный раствор так, чтобы только кончик ее, который придется взять в рот, остался сухим, и просовываем ее осторожно через стену первого пузыря до центра; медленно вытягиваем затем соломинку обратно, не доводя ее до края, выдуваем второй пузырь, заключенный в первом, в нем — третий, четвертый и т.д.

№ 1

№ 2

№ 3

№ 4

№ 5

№ 6

№ 7

5

2

3

3

4

5

5

5. Жизнь пузыря.

Этот тест оказался самым интересным. Было надуто 7 пузырей из 7 составов. Первым сдался пузырь из 6-го состава, через некоторое время лопнули пузыри 5-го, 4-го составов. Достаточно долго держались 1-й и 3-й составы, но и их пузыри лопнули. И вот настоящим лидером вышел пузырь № 7. Он продержался на столе 35 минут.

Выводы

Наилучшими рецептами для получения красивых, больших и устойчивых пузырей являются рецепты №1, №5 и № 6.

Для получения красивых пузырей в растворе использовали синтетические моющие средства. Прочные, долговечные и крупные пузыри получаются, если уменьшить испарение с поверхности. Этого можно добиться, во-первых, добавляя в раствор глицерин, во-вторых, охлаждая раствор, и, в-третьих, пуская пузыри в прохладном помещении с повышенной влажностью.

В ходе исследования я смог ответить на множество вопросов. Но тайну до конца так и не раскрыл. И из обычных мыльных пузырей можно сотворить нечто совершенно необыкновенное, надо всего лишь подключить фантазию.

Такой простор для опытов! Можно пробовать воду и разные растворы в различных сочетаниях и в разных условиях.

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

Приложение

В книгах занимательной физики можно встретить рисунки и фотографии небольших скульптур внутри мыльного пузыря. Несложно повторить этот опыт. Налейте на дно тарелки немного мыльного раствора. Поставьте в центр тарелки небольшую игрушку, например, из киндер-сюрприза. Предварительно игрушку смочите в мыльном растворе. Начинайте на тарелке выдувать пузырь. Увеличиваясь в размерах, он займет все тарелку. Игрушка окажется внутри пузыря! Если поверхность предмета смочена в мыльном растворе, то предмет не разрушает мыльную пленку и легко в нее проникает. Мы попробовали, и у нас получилось!

Рекорды по надуванию пузырей

В последнее время в сети часто рассказывают о рекордах по выдуванию больших мыльных пузырей. Для этого придуманы различные технологии. Например, можно взять веревку (лучше не синтетическую), длиной примерно в метр, завязать кольцом, прикрепить к двум палочкам таким образом, что, когда мы держим в обеих руках палочки, веревка образует подобие треугольника. Обмакиваем веревку в мыльный раствор, медленно разводим палочки и дуем на получившуюся пленку. Таким образом можно получить пузырь диаметром до метра. Во всем мире масса энтузиастов, любителей и артистов мыльных шоу, устанавливают рекорды размеров и долговечности мыльных пузырей.

Леонид Шушков

Комментарии:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>