Исследовательская работа "Изучение свойств мыльных пузырей". Влияние качества воды на свойства мыльных пузырей

Исследовательская работа "Изучение свойств мыльных пузырей"

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Изучение свойств мыльных пузырей

Введение

В летние дни одной из любимых занятий детворы является выдувание мыльных пузырей.

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

Из-за недолговечности мыльный пузырь стал синонимом чего-то привлекательного, но бессодержательного и недолговечного. Иногда акции на новых рынках сравнивают с мыльными пузырями, в случае искусственного раздутия их ценности их называют «дутыми».

Актуальность: мыльные пузыри всегда привлекала и завораживала человека, без мыльных пузырей жизнь на нашей планете была бы скучной.

Цель: исследование мыльных пузырей.

Задачи:

• изучить свойства мыльных пузырей;

• провести изучение условий образования мыльных пузырей;

• получить мыльные пузыри и сравнить с литературными данными;

• познакомить с данным исследованием учащихся школы.

Новизна работы: до настоящего времени в нашей школе никто не занимался изучением мыльных пузырей.

Практическая значимость: данная работа позволяет расширить знания о мыльных пузырях, об условиях их получения и сравнить их с литературными данными.

Объект исследования: растворы.

Предмет исследования: мыльные пузыри.

Гипотеза: мыльная плёнка растягивается, концентрация мыльных молекул на поверхности уменьшается, увеличивая при этом поверхностное натяжение.

Место и время исследований: работа проводилась в осенний период 2015г. в лабораторных условиях МБОУ Сузопская сош Солтонского района Алтайского края

Методика работы: были определены цели и задачи работы. Была изучена литература по теме, проведены исследования мыльных пузырей в период с сентября по декабрь 2015 года. Основные результаты исследования фиксировались в таблицу, сделаны обобщения и выводы.

1. Структура стенки мыльного пузыря

Плёнка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключённого между двумя слоями молекул, чаще всего мыла. Эти слои содержат в себе молекулы, одна часть которых является гидрофильной, а другая гидрофобной. Гидрофильная часть привлекается тонким слоем воды, в то время как гидрофобная, наоборот, выталкивается. В результате образуются слои, защищающие воду от быстрого испарения, а также уменьшающие поверхностное натяжение.[1стр. 4]

2. Физические основы

2.1 Поверхностное натяжение и форма

Пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение, которое делает поведение поверхности похожим на поведение чего-нибудь эластичного. Однако пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того, чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют какие-нибудь поверхностно-активные вещества, например мыло. Распространённое заблуждение состоит в том, что мыло увеличивает поверхностное натяжение воды. На самом деле оно делает как раз обратное: уменьшает поверхностное натяжение примерно до трети от поверхностного натяжения чистой воды. Когда мыльная плёнка растягивается, концентрация мыльных молекул на поверхности уменьшается, увеличивая при этом поверхностное натяжение. Таким образом мыло избирательно усиливает слабые участки пузыря, не давая им растягиваться дальше. В дополнение к этому, мыло предохраняет воду от испарения, тем самым делая время жизни пузыря еще больше. [2стр. 6]

Сферическая форма пузыря также получается за счёт поверхностного натяжения. Силы натяжения формируют сферу потому, что сфера имеет наименьшую площадь поверхности при данном объёме. Эта форма может быть существенно искажена потоками воздуха и самим процессом надувания пузыря. Однако, если оставить пузырь плавать в спокойном воздухе, его форма очень скоро станет близкой к сферической.

2.2 Замерзание пузырей

Имеются свидетельства замерзания мыльных пузырей при температуре около -10 °C[1]. В целях предотвращения разрушения пузыря при замерзании, рекомендуется надувать мыльный пузырь воздухом уличной температуры (например, быстрым перемещением кольца), а не теплым воздухом изо рта.

Если надуть пузырь при температуре −15 °C, то он замёрзнет при соприкосновении с поверхностью. Воздух, находящийся внутри пузыря, будет постепенно просачиваться наружу и в конце концов пузырь разрушится под действием собственного веса. [3 стр.5]

При температуре −25 °C пузыри замерзают в воздухе и могут разбиться при ударе о землю. Если при такой температуре надуть пузырь тёплым воздухом, то он замёрзнет почти в идеальной сферической форме, но по мере того, как воздух будет охлаждаться и уменьшаться в объёме, пузырь может частично разрушиться, и его форма будет искажена. Пузыри, надутые при такой температуре, всегда будут небольшими, так как они будут быстро замерзать, и если продолжать их надувать, то они лопнут.

2.3 Объединение пузырей

Когда два пузыря соединяются, они принимают форму с наименьшей возможной площадью поверхности. Их общая стенка будет выпячиваться внутрь большего пузыря, так как меньший пузырь имеет бо́льшую среднюю кривизну и большее внутреннее давление. Если пузыри одинакового размера, их общая стенка будет плоской.

Правила, которым подчиняются пузыри при соединении, были экспериментально установлены в XIX веке бельгийским физиком Жозефом Плато и доказаны математически в 1976 г. Жаном Тейлором.

• Мыльные плёнки представляют собой кусочно гладкие поверхности, средняя кривизна которых постоянна на каждом гладком участке.

• 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.

• Линии пересечения поверхностей пересекаются в одной точке по четыре штуки, причём угол между любыми двумя равен arccos(-1/3)≈109,47°.

Пузыри, не подчиняющиеся этим правилам, в принципе могут образовываться, однако будут сильно неустойчивыми и быстро примут правильную форму либо разрушатся. Пчёлы, которые стремятся уменьшить расход воска, соединяют соты в ульях также под углом 120°, формируя, тем самым, правильные шестиугольники. [1стр.9]

Рис.1 Объединение пузырей

2.4 Интерференция и отражения

Рис.2 Отражение облаков в мыльном пузыре

Переливчатые «радужные» цвета мыльных пузырей наблюдаются вследствие интерференции световых волн и определяются толщиной мыльной плёнки.

Когда луч света проходит сквозь тонкую плёнку пузыря, часть его отражается от внешней поверхности, формируя первый луч, в то время как другая часть проникает внутрь плёнки и отражается от внутренней поверхности, образуя второй луч. Наблюдаемый в отражении цвет излучения определяется интерференцией этих двух лучей. 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. [4стр. 74]

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). В конце концов стенка пузыря становится тоньше, чем длина волны видимого света, все отражающиеся волны видимого света складываются в противофазе и мы перестаем видеть отражение совсем (на тёмном фоне эта часть пузыря выглядит «чёрным пятном»). Когда это происходит, толщина стенки мыльного пузыря меньше 25 нанометров, и пузырь, скорее всего, скоро лопнет.

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. [1стр. 24]

3. Физические свойства

Рис.3 Мыльные пузыри образуют пену

Мыльные пузыри также являются физической иллюстрацией проблемы минимальной поверхности, сложной математической задачи. Например, несмотря на то, что с 1884 года известно, что мыльный пузырь имеет минимальную площадь поверхности при заданном объёме, только в 2000 году было доказано[2], что два объединённых пузыря также имеют минимальную площадь поверхности при заданном объединённом объёме. Эта задача была названа теоремой двойного пузыря. Также лишь с появлением геометрической теории меры удалось доказать, что оптимальная поверхность будет кусочно-гладкой, а не бесконечно изломанной.

Плёнка мыльного пузыря всегда стремится минимизировать свою площадь поверхности. Это связано с тем, что свободная энергия жидкой плёнки пропорциональна площади её поверхности и стремится к достижению минимума:

где  — поверхностное натяжение вещества, а  — полная площадь поверхности плёнки. Оптимальная форма отдельного пузыря — сфера, однако несколько пузырей, объединённых вместе, имеют гораздо более сложную форму. [4стр. 74]

4. Как делать мыльные пузыри

Рис.4 Мыльный пузырь

Самый простой способ — использовать специальную жидкость для мыльных пузырей (которая продается в качестве игрушки) или просто смешать средство для мытья посуды с водой. Но последний способ может не дать таких хороших результатов, каких хотелось бы получить, пузырь из средства для мытья посуды будет быстро лопаться. Поэтому ниже приведено несколько приёмов, помогающих улучшить результат:

4.1Компоненты

• Вещества, уменьшающие поверхностное натяжение воды, например жидкое мыло или детский шампунь. Чем более чистое мыло (без примесей парфюма или других добавок), тем лучший результат может получиться.

• Вещества, уплотняющие воду. Наиболее часто используется глицерин (который можно купить в аптеке). Также можно использовать сахар, который лучше растворять в тёплой воде. Однако плотность воды может стать слишком большой, поэтому важно соблюдать умеренность.

• Дистиллированная вода. Вода из-под крана содержит ионы кальция, которые связывают мыло. При использовании дистиллированной воды влияние данного эффекта на качество мыльного пузыря значительно ниже.

4.2 Процедура

• Если оставить смесь открытой на несколько часов, её плотность тоже станет выше. Но, снова, если она 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. Также, чем больше влажность воздуха, тем лучше, а значит лучше делать пузыри в дождливый день. Другими словами, наилучший способ найти идеальное решение — это метод проб и ошибок.

• Большое значение имеет материал и форма трубочки или кольца для выдувания пузырей. Кольцо используется для создания множества относительно маленьких пузырей. Трубочка для создания одного большого пузыря. Если использовать трубку из картона, с толстыми плотными стенками 1,5-2 мм, и внутренним диаметром 10-12 мм, можно получить долго живущий (до нескольких минут), прицепленный к трубке пузырь, с размерами более 30 см в поперечнике. Использование большого внутреннего диаметра позволяет вдувать воздух в достаточном объеме, и с минимальной скоростью, уменьшая колебания пузыря и риск его соскальзывания с трубки. Толстые картонные стенки — позволяют «запасать» большее количество раствора, за счет впитывания, тем самым подпитывая пузырь в процессе. Однако избыточное количество жидкости, может вызвать образование капли в нижней части пузыря, и его «срыв» вследствие большого веса. Длина трубки подбирается индивидуально, так как короткая трубка (8-10 см) легче в управлении и компенсации колебаний пузыря, для его удержания, а более длинная (15-20 см и более) позволяет нивелировать воздушные потоки образующиеся при вдыхании и выдыхании воздуха, которые могут «раскачать» и отцепить пузырь. Соревнования в размерах пузырей — спокойное и созерцательное занятие, надувание множества маленьких пузырей — более веселое действо. [3стр. 14]

5. Применение. Шоу мыльных пузырей

Шоу мыльных пузырей — это и развлечение, и искусство. Создание эффектных пузырей требует от артиста высокого уровня мастерства, а также способности приготовить мыльный раствор идеального качества. Некоторые художники создают гигантские пузыри, часто обертывающие объекты или даже людей. Другим удаётся создать пузыри в форме куба, тетраэдра и других фигур. Часто, для усиления визуального эффекта, пузыри заполняют дымом или горючим газом, сочетают с лазерной иллюминацией или открытым огнем. [1стр.19]

пузыреологов в Великобритании.

Рис.6 Шоу мыльных пузырей. Порт Авентура. Испания

Рис.7 Рекорд России: Наибольшее количество людей внутри мыльного пузыря

6. Практическая часть. Получение мыльных пузырей

Изучив литературные источники приготовили раствор и выдули мыльные пузыри. [1стр. 14]

1. Состав рецепта: 2 чайные ложки средства для мытья посуды «Fairy», сахар - 2 чайные ложки, вода теплая – 2 чайные ложки. Пузыри обычные, быстро лопаются. Время жизни пузырей 30-40 секунд.

Рис.8 Мыльный пузырь

2. Состав рецепта:1 - чайная ложка сиропа (50г.сахара на 10 чайных ложек воды), 2 чайных ложки – мыла, натертого на терке, 4 - чайных ложки глицерина, 8 чайных ложек дистиллированной воды. Время жизни пузырей – 50-55 секунд.

Рис.9 Прочный пузырь.

3. Состав рецепта: 50 мл. глицерина, 100 мл. средства для мытья посуды, 4 ч.л.сахара, 300 мл. воды. Пузыри очень большие, прочные. Можно получить объединенные пузыри. Время жизни пузырей – 1 мин 10сек. – 1 мин 15 сек.

Рис.10 Пузырь-гигант

Заключение

Плёнка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключённого между двумя слоями молекул, чаще всего мыла. Эти слои содержат в себе молекулы, одна часть которых является гидрофильной, а другая гидрофобной. Гидрофильная часть привлекается тонким слоем воды, в то время как гидрофобная, наоборот, выталкивается. В результате образуются слои, защищающие воду от быстрого испарения, а также уменьшающие поверхностное натяжение.

Пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение, которое делает поведение поверхности похожим на поведение чего-нибудь эластичного. Однако пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того, чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют какие-нибудь поверхностно-активные вещества, например мыло.

Распространённое заблуждение состоит в том, что мыло увеличивает поверхностное натяжение воды. На самом деле оно делает как раз обратное: уменьшает поверхностное натяжение примерно до трети от поверхностного натяжения чистой воды. Когда мыльная плёнка растягивается, концентрация мыльных молекул на поверхности уменьшается, увеличивая при этом поверхностное натяжение. Таким образом мыло избирательно усиливает слабые участки пузыря, не давая им растягиваться дальше. В дополнение к этому, мыло предохраняет воду от испарения, тем самым делая время жизни пузыря еще больше.

Выдувание мыльных пузырей интересное и увлекательное занятие.

Мыльные пузыри можно получить различные. Я много узнала о том, что такое мыльные пузыри, как объяснить с точки зрения физики. Получила массу впечатлений, и делюсь рецептами.

Литература

1. Я. Е. Гегузин «Пузыри» - интернет-ресурс

2. Flash пособие по изготовлению мыльных пузырей в домашних условиях

3. Н.П.Наволокова. Предметная неделя. Физика в школе. – Ростов н/Д.:Феникс, 2006.

4. Л.А.Горлова.Занимательные внеурочные мероприятия по физике. ООО «Вако», 2010.

infourok.ru

От чего зависят свойства мыльных пузырей?

ОТ ЧЕГО ЗАВИСЯТ СВОЙСТВА МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЕЙ?

Амангалиева Камила

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Лицей №8 города Новоалтайска, Алтайского края», 4 класс

Руководитель: Овсепян Гоар Матевосовна, учитель начальных классов

ОБЪЕКТ  ИССЛЕДОВАНИЯ - Мыльные пузыри.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ - Свойства мыльных пузырей.

ГИПОТЕЗА

Свойства мыльного пузыря зависят от состава мыльного раствора.

Цель:

Узнать от чего зависят свойства мыльного пузыря, и найти наилучший состав мыльного раствора.

Задачи:

1.Узнать из чего состоит стенка мыльного пузыря.

2.Узнать от чего зависит цвет мыльного пузыря.

3.Узнать от чего зависит прочность мыльного пузыря.

4.Узнать от чего зависит форма мыльного пузыря.

5.Найти экспериментальным путем наилучший состав мыльного раствора.

6.Подготовить занимательные уроки для начальной школы и познакомить ребят с приготовлением хорошего раствора для выдувания мыльных пузырей, чтобы они могли разнообразить свой досуг.

В данной работе использовались методы исследования:

1. Наблюдение;
2. Эксперимент;
3. Анализ;
4. Обобщение.

Как сделать домашние  мыльные пузыри?

 Если каплю  мыла раздуть с помощью соломинки, то благодаря специальному сцеплению мыльных частиц, жидкость будет образовывать красивые мыльные пузыри. Если вы хотите сделать мыльные пузыри более прочными, то нужно примешать к ним равное количество глицерина аптечного. Из такой оригинальной смеси можно сделать не только огромные пузыри, но и фигурные. Особенно, если вы будете выдувать пузыри с помощью воронки или бумаги. Надо очень осторожно опустить бумажный свёрток в мыльную воду, аккуратно поднять его и медленно выдуть пузырь. Если вы попытаетесь делать пузыри из обычного мыльного раствора без глицерина зимой, то получите воздушный мыльный пузырь, покрытый такими узорами, какие обычно появляются в морозных окнах.

Тестирование составов мыльных пузырей

Некоторые составы на первый взгляд одинаковые, но в таком тонком деле как мыльный пузырь, пропорции могут играть решающую роль.

Этап 1. Для данного эксперимента понадобились следующие вещества (все они вместе или по отдельности, являются составляющими выбранных для теста 7 рецептов):

- Дистиллированная вода

- Жидкость для мытья посуды

- Детский шампунь

- Глицерин

- Нашатырный спирт

- Сахар

- Чайник (кипяток)

А также:

 - Стаканчики.

 - Всевозможные мерные ёмкости.

 - Трубочки.

Для удобства, пронумеровываем стаканчики.

 И конечно каждому из них полагается трубочка для надувания пузырей, предварительно разрезанная на конце.

Этап 2. Приготавливаем 7 мыльных растворов. По отобранным в интернете рецептам.

Этап 3. Тестируем составы мыльных пузырей.

Тест 1. Проткнуть мыльным пальцем.

Этот тест прекрасно прошли все 7 мыльных составов.

Тест 2. Время жизни мыльного пузыря.

Было надуто 7 пузырей из 7 составов.

Первым лопнул пузырь из 4-ого состава, через некоторое время лопнули пузыри 7-ого и 3-его составов. Далее достаточно долго держались 5-ый и 6-ой состав, но и их пузыри лопнули.

На 35-ой минуте сдулся 1-ый состав. Потому что этот пузырь не лопнул, а несколько секунд сдувался, как старый воздушный шарик, в итоге оставив на столе не мыльную воду, а вполне твердую пленку.

  И всё это потому, что в данном составе присутствовал в немалых пропорциях сахар.

 Последний пузырь, состав № 2 держался намного дольше остальных, целых 50 минут!

Надо сказать, что и в его составе было немного сахара.

 Вывод прост, сахар способствует долговечности мыльных пузырей.

 

№состава	1	2	3	4	5	6	7
время	30мин.	50мин.	3мин.	1мин.	5мин.	4мин.	2мин.

Тест 3. Надуваем пузыри.

Мы берем обычную коктейльную соломинку разрезанную на конце. К каждому составу применяется несколько попыток надуть максимально большой пузырь. Из состава № 1, который в предыдущем тесте продержался 30 минут, получались, чуть ли не самые маленькие пузыри. А это значит, время жизни пузыря еще не самое главное.

Вот итоговая таблица получившихся размеров пузырей.

№состава	1	2	3	4	5	6	7
средний размер	5-6см	10-15см	7-10см	7-10см	5-6см	7-8см	15-18см
Максимально получившийся размер	8см	25см	15см	15см	8см	12см	25см

 Как видно в этом тесте побеждают мыльные пузыри составов: 2,7,

За ними следуют составы: 3 и 4.

Далее все остальные.

Тест 4. Десять из семи.

 Этот тест на то, как легко можно выдуть мыльные пузыри из данных мыльных составов.

 Из каждого состава надувались подряд 10 пузырей. Конечно и в этом и в предыдущем тесте, присутствует момент человеческого фактора, но мы, ни в коем разе не претендуем, на какую-либо научность нашего исследования.

 Вот итоговая таблица теста.

 Где первая цифра означает, сколько из 10-и пузырей надулось и не лопнуло. Вторая строка, сколько из надувшихся пузырей было маленького размера. Третья строка, сколько получилось пузырей больших размеров.

№состава	1	2	3	4	5	6	7
Из десяти получилось	9/10	8/10	7/10	9/10	6/10	6/10	5/10
Из них маленьких	9	2	4	5	6	4	0
Из них больших размер	0	6	3	4	0	2	5

Пожалуй, можно выделить составы: 2, 4 и 7.

Тест 5. Этот тест мы назвали "матрешка".

Поверхность обильно смачиваем мыльным составом, далее трубочка окунается в мыльный раствор и по одному один в другом надуваются пузыри (трубочку необходимо по всей длине опускаемой в пузырь также смочить раствором).

Отлично получили: 3 и 7 составы.

Хорошо: 2 и 6 составы.

Удовлетворительно: 4, 5, составы.

Плохо: состав номер 1.

Тест 6. И наконец, последний тест, был проведен на большой длинный пузырь.

  Хорошо: Составы 2,3,4,6,7.

Плохо: Составы 1,5.

Мыльные растворы, использованные в экспериментах

Состав 1.

50 грамм сахара

10 грамм кипятка

Получили сироп.

Смешать с моющим средством в соотношении 20 сиропа и 1 моющего средства.

Состав 2.

0,5 чашки детского шампуня

1,5 чашки дистиллированной воды

2 чайные ложки сахара (без горки)

Смешать и добавить к полученной смеси столько же глицерина.

Состав 3.

200 мл детского шампуня

400 мл дистиллированной воды

3 столовые ложки глицерина

Состав 4.

16 частей воды

3 части моющего средства

1 часть глицерина

Состав 5.

100 мл воды

2 мл детского шампуня

10 мл глицерина

Смешать и добавить нашатырный спирт до прозрачности.

Состав 6.

4 части дистиллированной воды

1 часть моющего средства

1 часть глицерина

0,1 части нашатырного спирта

Состав 7.

2 части моющего средства

6 частей дистиллированной воды

1 часть глицерина.

Вывод

Согласно, экспериментам, победа присуждается мыльному составу № 7, а также практически делит с ним первое место раствор № 2.

Все остальные составы показали не самые лучшие результаты.

Было установлено, что для приготовления хороших, крепких пузырей не достаточно только одного мыльного раствора. Нужно приобрести ещё и глицерин. Самый простой способ изготовления хороших пузырей – это растворить в 600 мл воды 200 грамм жидкости для мытья посуды и 100 грамм глицерина. Также сахар способствует долговечности мыльных пузырей.

Чтобы  сделать очень прочные пузыри, нужно взять обычное хозяйственное мыло и глицерин. Мыло нужно настругать в воду, при помешивании можно даже дать мылу закипеть – так жидкость быстрее станет однородной. Главное, не обжечься – ведь мыльный раствор в горячем виде может обжечь не хуже киселя.

nsportal.ru

«Влияние различных веществ на свойства мыльных пузырей»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕГОРОД ОКРУЖНОГО ЗНАЧЕНИЯ НИЖНЕВАРТОВСКМУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №10»

Исследовательская работа:

«Влияние различных веществ на свойства мыльных пузырей» Автор: Казакова Елена,

ученица 4 «в» класса.

Руководитель: Бизина Лариса Владимировна,

учитель начальных классов высшей квалификационной категории

Нижневартовск

2014

Оглавление

Введение.……………………………………………………………………………3

Из истории мыльных пузырей………………………………………..……………5

Почему мыльный пузырь круглый..………………………………………….……6

Растворы для мыльных пузырей ..….…………………………………………… 7

Результаты анкетирования………………………….…….……….……………… 8

Результаты исследований…….……….……………………………………………9

Выводы………………………………….………………………………..…………11

Список литературы………………………………………………..…..……………12

Из пены мне нравится пускать мыльные пузыри.

Блестят – золотые, цветистые, один за другим скользит…

Слетают с легкой соломинки мыльные пузыри!

А взлетят, усмехаются: «Сейчас мы лопнем! Лови!»

Введение

На Новый год мне подарили набор «Юный химик». В одной из лабораторных работ мне предлагалось сделать раствор для мыльных пузырей. Я сделала раствор и с большим удовольствием стала запускать мыльные пузыри. Любовалась ими, большими и маленькими. На свету они были разноцветными. Если я их брала в руки, то они быстро лопались. Мне очень нравилось за ними наблюдать, мне казалось, что это сказочные домики, в которых живут воздушные человечки, которые могут улететь на другие планеты. Я смотрела на них и мечтала …

В следующей лабораторной работе предлагалось добавить в раствор для мыльных пузырей другие ингредиенты. И мне захотелось узнать: как влияет сода, желатин, мел на свойства мыльных пузырей. Я решила провести исследование на тему «Влияние различных веществ на свойства мыльных пузырей».

Цель: изучение влияния соды, желатина, мела и других веществ на свойства мыльных пузырей.

Для достижения поставленной цели мне необходимо было решить следующие Задачи:

1.Познакомиться с понятием «мыльный пузырь».

2.Изучить литературные источники, рассказывающие о мыльных пузырях.

3.Изучить и приготовить рецепты мыльных пузырей с содержанием соды, мела, желатина.

4. Провести исследования мыльных пузырей из разных составов жидкостей.

Гипотеза исследования: размеры и устойчивость мыльных пузырей зависит от состава раствора для мыльных пузырей.

Объект исследования: мыльные пузыри.

Предмет исследования: свойства мыльных пузырей из разных составов жидкостей.

Методы исследования:

• Анализ научной литературы по данному исследованию.
• Наблюдение за мыльными пузырями из различных растворов.
• Эксперимент.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

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 18 века часто встречались изображения детей, выдувающих мыльные пузыри через глиняную соломинку. В 18 и 19 веках дети выдували мыльные пузыри, используя мыльную воду, оставшуюся после стирки. Выдувание мыльных пузырей приобрело ещё большую популярность, когда в 1886 году Pears Soap Company начала рекламу своего «воздушного» продукта, воспользовавшись знаменитой картиной Джона Миллеса (1829-1896) «Пузыри».

Существует даже миф о недолговечности мыльного пузыря, но его развеял англичанин Джеймс Дьюар, законсервировавший мыльный пузырь в герметичном сосуде с двойными стенками. Преподавателю физики из штата Индиана удалось сохранить пузырь в стеклянной банке в течение 340 дней. Ученики превзошли учителя - их пузыри хранились под колпаком по многу лет.

А 9 августа 1996 года, Алан Маккей (Новая Зеландия) пустил мыльный пузырь длиной 32 метра. Его имя было занесено в «Книгу рекордов Гиннеса». Подсчитано, что из капли мыльной воды в 1 мм куб можно выдуть пузырь диаметром 20 см, а 1 мл раствора хватит на пузырь диаметром 6 м.

Почему мыльный пузырь круглый

Тот пузырь, который свободно парит в воздухе, имеет форму шара. Что заставляет мыльный пузырь принимать такую форму? Причина этому – силы поверхностного натяжения жидкости. Они возникают между частицами воды. Частицы воды или другой жидкости притягиваясь друг к другу, стремятся сблизиться. Каждая частица на поверхности притягивается остальными частицами, находящимися внутри жидкости, и поэтому устремляются друг к другу. Так как частицы жидкости могут свободно перескакивать из одного положения в другое, то она принимает такую форму, при которой число частиц на поверхности минимально. А минимальную площадь поверхности при данном объеме имеет шар.

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.

Растворы для мыльных пузырей

Для исследования я взяла следующий рецепт для приготовления растворов:

Раствор №1(для получения1литра раствора мыльных пузырей) 955 мл воды, 40 мл жидкого моющего средства для посуды, 5 мл глицерина.

Взяла три пробирки в каждую добавила 10 г различных веществ и выдержала 10 минут.

Раствор №2: 20 мл готового раствора для мыльных пузырей, 10 г желатина.

Раствор №3: 20 мл готового раствора для мыльных пузырей, 10 г мела.

Раствор №4: 20 мл готового раствора для мыльных пузырей, 10 г соды.

Желатин - столярный (костный) клей, бесцветный или имеющий желтоватый оттенок, прозрачная вязкая масса, продукт переработки соединительной ткани животных.

Мел - осадочная горная порода белого цвета, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде, органического происхождения.

Сода - химическое соединение, натриевая соль угольной кислоты.

Из источников я узнал 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.

Результаты анкетирования

В начале своего исследования я провела опрос среди своих одноклассников, в котором приняли участие 15 человек.

1. Нравится ли тебе пускать мыльные пузыри?

Диаграмма 1

2. Поднимают ли тебе настроение мыльные пузыри?

Диаграмма 2

3. Какой раствор ты используешь для выдувания мыльных пузырей?

Диаграмма 3Как видно из результатов опроса мыльные пузыри - любимая забава для моих одноклассников, которая поднимает им настроение. Пузыри парят в воздухе, переливаясь всеми радужными красками, и всегда вызывают улыбку. 

Маленькую баночку с мыльными пузырями, легко можно купить в магазине, что некоторые и делают. Однако, она быстро заканчивается, а еще зачастую в них бывает не слишком хороший состав, и ожидаемый фейерверк мыльных пузырей, ограничивается лишь десятком маленьких пузырьков. 

Некоторые ребята самостоятельно разводят состав. В качестве ингредиентов для раствора они указали следующее:

• вода,
• шампунь,
• мыло,
• моющие средства.

Результаты исследований

1. Зависимость размеров мыльных пузырей от раствора при выдувании:

Раствор	Результат
№1 (контроль)	Мыльные пузыри выдуваются хорошо с помощью соломинок для коктейля и ручки. Максимальный диаметр 5-7 см, лопаются через 5 сек.
№2 (желатин)	Мыльные пузыри выдуваются хорошо с помощью соломинок для коктейля и ручки. Максимальный диаметр 5-8 см, лопаются через 5-10 сек.
№3 (мел)	Мыльные пузыри выдуваются хорошо с помощью соломинок для коктейля и ручки. Максимальный диаметр 4,5-8 см, лопаются через 4-5 сек.
№4 (сода)	Мыльные пузыри выдуваются хорошо с помощью соломинок для коктейля и ручки. Максимальный диаметр 5-10 см, лопаются через 3-5 сек. Имеют яркую радужную окраску.

Самые крупные мыльные пузыри получаются из раствора с добавлением соды, они же имеют яркую радужную окраску, а дольше не лопаются из раствора с добавлением желатина.

2. Зависимость размеров мыльных пузырей (на столе) от раствора:

Раствор	Результат
№1 (контроль)	Мыльные пузыри прочные. Максимальный диаметр 10 см, лопаются через 50 сек. Можно надуть до 16 см.
№2 (желатин)	Мыльные пузыри не очень прочные. Максимальный диаметр 5-8 см, лопаются через 70-80 сек. Можно надуть до 19-24 см.
№3 (мел)	Мыльные пузыри прочные. Максимальный диаметр 12 см, лопаются через 80-90 сек. Можно надуть до 21 см.
№4 (сода)	Мыльные пузыри не очень прочные. Максимальный диаметр 10 см, лопаются через 70 сек. Можно надуть до 30 см.

Дольше всего не лопаются мыльные пузыри из раствора с содержанием мела, они же самые прочные и позволяют надувать один шар в другом, а самый большой можно надуть из раствора с содержание соды.

3. Зависимость количества пузырей от состава раствора:

Раствор	Результат
№1 (контроль)	За один раз трубочкой для коктейля можно выдуть 1-2 мыльных пузыря.
№2 (желатин)	За один раз трубочкой для коктейля можно выдуть 1 мыльный пузырь.
№3 (мел)	За один раз трубочкой для коктейля можно выдуть 1-4 мыльных пузыря.
№4 (сода)	За один раз трубочкой для коктейля можно выдуть 1 мыльный пузырь.

Больше всего мыльных пузырей выдувается из раствора с содержанием мела.

4. Зависимость качества пузырей от раствора (количество получившихся из 10 попыток):

Раствор	Результат
№1 (контроль)	10 мыльных пузыря (по одному крупные)
№2 (желатин)	2 мыльных пузыря.
№3 (мел)	10 мыльных пузыря (несколько мелких)
№4 (сода)	8 мыльных пузыря (по одному мелкие)

Больше всего мыльных пузырей за десять раз можно выдуть из раствора с содержание мела.

Выводы

Размеры и устойчивость мыльных пузырей зависит от состава раствора для мыльных пузырей:

1. Самые крупные и радужные мыльные пузыри получаются из раствора с добавлением соды.
2. Дольше всего не лопаются мыльные пузыри из раствора с содержанием мела и желатина.
3. Больше всего мыльных пузырей за десять раз можно выдуть из раствора с содержание мела.

В научных институтах всего мира о мыльных пузырях …пишут диссертации! Ученые головы вытворяют с пузырями невиданные трюки: заставляют танцевать, высчитывают их точную площадь, наполняют то теплым, то холодным газом…

Список литературы

1. Варламов С. Эксперименты с мыльной пленкой/ С.Варламов //Квант. — 2006. — № 3, с. 37-38.
2. Домашняя лаборатория Юный химик// Степ Пазл. Подольск. -2011.

3. Тит Том Научные забавы: интересные опыты, самоделки, развлечения/ Тит Том - М.: Издательский дом Мещерекова,2008. - 224с.

4. Скляревский Е. Мыльный пузырь как загадка науки

5. Интернет-сайты:

fiz.na5bal.ru

Научно-исследовательский проект "Мыльные пузыри и здоровье" - Eстествознание - Детские исследовательские проекты - Обучение и развитие - ПочемуЧка

Для этого я обратился к литературе английского ученого Чарльза Бойса, который описывал опыты с мыльными пузырями, далее я нашел книгу физика Я.Е. Гегузина, который исследовал мыльные пузыри с точки зрения физических свойств. Исследуя просторы интернета, я изучил статьи  из Википедии, с сайта для мам.

Анализируя литературу, я решил, что объектом моего исследования будут мыльные пузыри.

Предмет исследования: полезные свойства мыльных пузырей.

Методы исследования: - наблюдение;- поиск материала в Интернете;- чтение литературы;- фотофиксация;- проведение опытов;- анализ и обобщение информации. Такое понятие как " мыльный пузырь"Изучая такое понятие как "мыльный пузырь", нужно обязательно обратитьсяк одной из самых известных трудов по теме мыльных пузырей  -  книга английского учёного Чарльза Бойса «Мыльные пузыри», составленная более чем сто лет тому назад. Это не только интересная книжка для детей, но и настольное пособие для физиков, где подробно описан длинный ряд разнообразных опытов с мыльными пузырями.Физик Гегузин Я. А. пишет в своей книге "Пузыри", что мыльный пузырь, это сферическая очень устойчивая конструкция из воды и мыла. В своем понятии он опирается на мнение и опыты Ч. Бойса.В. И. Даль в своем словаре описывает мыльный пузырь так, мыльный пузырь, все что раздулось, вспучилось, вспенилось шаром или округло, и пусто внутри.Википедия (Свободная интернет - энциклопедия) дает такое определение. Мыльный пузырь — тонкая многослойная плёнка мыльной воды, наполненная воздухом, обычно в виде сферы с переливчатой поверхностью.Из всех вышеперечисленных понятий, можно сделать вывод, что мыльный пузырь - это сферическая конструкция, состоящая из воды и мыла, которая пустая внутри имеющая переливчатую поверхность.

Характеристика состава мыльного раствора для мыльных пузырейСостав мыльных пузырей разнообразен. Чарльз Бойс, английский физик, пишет, что мыльные пузыри можно производить с раствором простого хозяйственного мыла [Туалетные сорта для этой цели менее пригодны], но для желающих мы укажем на чисто оливковое или миндальное мыло, которое наиболее пригодно для получения крупных и красивых мыльных пузырей. Кусок такого мыла разводят осторожно в чистой холодной воде, пока не получится довольно густой раствор. Всего лучше пользоваться чистой дождевой или снеговой водой, а за неимением их – кипяченой и охлажденной водой. Чтобы пузыри держались долго, Плато советует прибавлять к мыльному раствору 1/3 глицерина (по объему).Так же он поясняет, что если удастся сразу выдуть пузырь сантиметров в 10 диаметром, то раствор годен; в противном случае прибавляют в жидкость еще мыла до тех пор, пока можно будет выдувать пузыри указанного размера. Но этого испытания мало. Выдув пузырь, обмакивают палец в мыльный раствор и стараются пузырь проткнуть; если он не лопнет, то можно приступить к опытам; если же пузырь не выдержит – надо прибавить еще немного мыла.Википедия приводит компоненты состава мыльных пузырей:Вещества, уменьшающие поверхностное натяжение воды, например жидкое мыло или детский шампунь. Чем более чистое мыло (без примесей парфюма или других добавок), тем лучший результат может получиться.Вещества, уплотняющие воду. Наиболее часто используется глицерин (который можно купить в аптеке). Также можно использовать сахар, который лучше растворять в тёплой воде. Однако плотность воды может стать слишком большой, поэтому важно соблюдать умеренность.Дистиллированная вода. Вода из-под крана содержит ионы кальция, которые связывают мыло. При использовании дистиллированной воды влияние данного эффекта на качество мыльного пузыря значительно ниже.Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что в состав мыльного раствора для мыльных пузырей обязательно должно входить мыло и вода, благодаря этим двум компонентам можно получить мыльные пузыри. Сейчас растворы для мыльных пузырей делают с разнообразными добавлениями для упругости и долговечности пузырей, такими как нашатырь, средство для мытья посуды, шампунь, но основа этого раствора осталась неизменна.

Экспериментальное исследованиеМыльные пузыри и цвет Цвет — это ощущение, которое получает человек при попадании ему в глаз световых лучей. Одни и те же световые воздействия могут вызвать разные ощущения у разных людей. И для каждого из них цвет будет разным. Отсюда следует, что споры, «какой цвет на самом деле», бессмысленны, поскольку для каждого наблюдателя истинный цвет — тот, который видит он сам.У большинства из нас есть любимый цвет. Может быть вам нравится небесно-голубой, потому что он подчеркивает ваши глаза, или же зеленый действует на вас успокаивающе. Цвета могут повлиять на человека, иногда взбодрить, а порой и усыпить, а еще могут лечить. На основе влияния на человека цвета и возникло учение цветотерапия.Основы цветотерапии были заложены на Востоке (Индия, Китай) в IV-III тысячелетии до нашей эры. Отдавали должное цветотерапии и такие выдающиеся ученые прошлого, как Гиппократ, Парацельс. Авиценна назначал своим пациентам лечение определенными цветами в зависимости от характера заболевания и душевного состояния больных. Применялись ванны с окрашенной водой, окна завешивали цветными шторами, считалось эффективным также облачение пациентов в одежду определённого цвета.Каждый цвет может что-то лечить у человека.

Так, например, красный цвет полезно носить при расстройствах кроветворения, нарушениях кровообращения, заболеваниях органов пищеварения, при пониженном артериальном давлении. Он улучшает деятельность желудка, повышает аппетит. 

А оранжевый - Этот цвет стимулирует аппетит, избавляет от усталости, наполняет людей оптимизмом, радостью.Человеку для  быстрого улучшения самочувствия  достаточно всего лишь купить мыльные пузыри и надувать. Потому, что мыльные пузыри имеею все цвета радуги! Следовательно, они вам обязательно помогут!

Мыльные пузыри и сила Сила - это способность человека преодолевать внешнее сопротивление или противостоять ему за счет мышечных усилий (напряжений).Тренировать мышцы тела мы все знаем с раннего детства, достаточно делать гимнастику по утрам и вот уже, вы тренируете каждый раз все мышцы тела. Вы становитесь крепким и сильным. Но как же тренировать мышцы лица? Вопрос на первый взгляд смешной, но на самом деле, мышцы лица нужно обязательно тренировать, тогда ваша речь станет плавной, четкой, а дыхание ровным.Существуем множество упражнений на развитие мышц лица, как правило, этим занимаются логопеды. Но зачастую детям просто скучно становится от этих упражнений и тогда на помощь приходят мыльные пузыри.Мыльные пузыри, тренируют мышцы лица. Пускать их — не просто забава, но и замечательное упражнение для губ. Ведь чтобы выдуть большой и красивый пузырь, ребенок должен напрячь мышцы губ и сильно выдохнуть воздух. Отличная тренировка дыхания и подготовка артикуляционного аппарата к произношению гласных.Эта деятельность является особенно эффективной для детей, которые испытывают трудности  со звуками / У / и / О /. При частом повторении этого упражнения, дети с речевыми задержками будут более легко говорить слова.Поэтому мыльные пузыри и тренировка силы - это неразрывно связанные понятия. Мыльные пузыри и дыханиеВажное место в здоровье человека занимают специальные дыхательные упражнения, которые обеспечивают полноценный дренаж бронхов, очищают слизистую дыхательных путей, укрепляют дыхательную мускулатуру. Еще древние восточные мудрецы, создатели различных дыхательных систем, придавали большое значение дыхательным упражнениям. Считалось, что кроме кислородного питания с помощью дыхания происходит и энергетическая подпитка организма.Мыльные пузыри – это тоже отличная игра и тренировка дыхательной системы. Когда человек надувает мыльные пузыри, тем самым он учится управлять своим дыхательным аппаратом. При этом работают легкие  и лицевые мышцы. и надувании мыльных пузырей, мокрота, которая образуется в легких во время болезни, отходит быстрее и безболезненнее, потому как, не задумываясь, человек просто дует и легкие расширяются и сужаются, следовательно работают лучше.Только поэтому больным рекомендуют надувать мыльные пузыри, особенно детям! На сегодняшний день особую популярность приобретает детское экспериментирование. Эксперименты положительно влияют на эмоциональную сферу ребенка, на развитие творческих способностей, на формирование трудовых навыков и укрепление здоровья за счет повышения общего уровня двигательной активности. Но не всегда эксперименты безопасны для ребенка.Самым безопасным материалом на сегодняшний день являются мыльные пузыри. Эксперименты с мыльными пузырями всегда интересны, потому как, в игровой форме, ребенок узнает разные физические свойства мыльных пузырей, пробует сам, мыслит, запоминает.Мы не стали исключением и сами начали экспериментировать с мыльными пузырями, и вот что из этого получилось!

Эксперимент №1 "Можно ли удержать мыльный пузырь на руке?"Для этого эксперимента, мы взяли мыльный раствор приготовленный в домашних условиях. Сначала, мы пытались поймать мыльный пузырь голой рукой. Результат был нулевой. А затем в качестве вариантов использовали резиновую перчатку. Результат был точно такой же. Далее мы надели варежку на руку и только в ней, мы смогли поймать мыльный пузырь и он не лопался примерно 10 секунд.Мыльный пузырь можно поймать, но предварительно, надев варежку или обмотать руку шарфом. 

Эксперимент №2 "Реально ли разбить мыльный пузырь?"Сразу оговоримся, что данный эксперимент проходил на улице в деревне, потому что только там температура опускалась ниже 25 градусов. Мы надули мыльный пузырь, сразу же он обрел идеальную форму шара, и стал медленно опускаться на землю, когда он ударился о землю, он разбился.Вывод:  Мыльный пузырь на морозе, при температуре ниже 25 градусов становится сродни стеклу и при ударе о землю разбивается, поэтому его реально разбить. Эксперимент №3 "Можно ли строить башни из мыльных пузыре?"В нашем представлении "башня", это красивое ровное строение. Но мы забываем, что башни бывают разные. Для этого эксперимента, мы взяли неглубокую тарелку, по середине поставили стакан, в тарелку на дно налили мыльный раствор и трубочками для коктейля стали выдувать воздух в раствор, он начал пенится и строить сам собой "башенки". Мыльные пузыри громоздились друг на друга и получалась форма "башни" не всегда с идеальным построением.Вывод: "Башни" из мыльных пузырей можно построить, конечно, он не будут также долговечны как из кирпича, но они реально существуют. Эксперимент№4 "Возможно ли играть мыльным пузырем в настольный теннис?"Для этого эксперимента мы взяли ракетки от настольного тенниса. Сделали мыльный раствор более эластичный и упругий, добавили больше мыла. Затем надули мыльные пузыри и пытались отбросить ракеткой. При каждом соприкосновении с ракеткой мыльный пузырь лопался. Тогда было решено добавить к ракетке шерстяной шарф (прим. как в мифе №1). Снова надули мыльные пузыри и стали отбрасывать их, и тогда получилось, что мыльные пузыри не лопались при ударе о ракетку, а отскакивали. Таким образом, получилось, что игра состоялась.Вывод: Мыльными пузырями возможно играть в настольный теннис, но с условием того, что на ракетку нужно надеть варежку или обмотать шарфом.

Эксперимент №5 "Реально ли поместить человека в мыльный пузырь?"Данный эксперимент не проводился дома, он проводился в специальной комнате, где можно надувать огромные мыльные пузыри, т.к. для данного эксперимента нужна большая неглубокая чаша с возвышенностью и негибкая проволока в диаметре превышающая обхват человека. Для эксперимента мы пришли в Научный парк развлечений. Я встал в середину чаши на возвышенность, а моя мама быстро поднимала проволоку из мыльного раствора. Конечно, это удалось нам не с первого раза, потому что нужна тренировка, но у нас все же получилось.Вывод:  Таким образом, действительно, можно поместить человека в мыльный пузырь, но для этого нужно специальное оборудование.

pochemu4ka.ru

Проект по физике на тему "Тайна мыльных пузырей" (8 класс)

Исследовательский проект

по физике на тему:

Содержание:

Введение..........................................................................................................

3

Глава 1.

История и факты мыльного пузыря..........................................

6

1. 1. Кто придумал мыльные пузыри.......................................

6

1. 2. Искусство и мыльные пузыри..........................................

6

1. 3. Мыльные пузыри и рекорды............................................

9

1. 4. Что такое мыльный пузырь..............................................

10

1. 5. Как «взрываются» мыльные пузыри...............................

10

1. 6. Почему мыльный пузырь имеет форму сферы...............

11

1. 7. Почему мыльные пузыри переливаются? ......................

11

1. 8. Можно ли получить цветные мыльные пузыри?...........

12

1. 9. Способы приготовления мыльных растворов................

13

1. 10. От чего зависит размер мыльных пузырей.....................

13

1. 11. Техника безопасности с мыльными пузырями...............

13

1. 12. Свойства мыльных пузырей на морозе...........................

13

1. 13. Как человек заставил работать мыльные пузыри..........

14

1. 14. Мыльные пузыри и шоу бизнес.......................................

14

Глава 2.

Мыльные исследования..............................................................

16

Заключение.....................................................................................................

19

Список литературы........................................................................................

21

В нём столько блеску было,

Была такая спесь,

А он воды и мыла

Раздувшаяся смесь.

Самуил Маршак

Введение

Мыльные пузыри – эта забава известна с давних времён привлекает как детей, так и взрослых. Но одновременно это и объект для изучения природных явлений.

Английский учёный лорд Кельвин, живший в прошлом веке, однажды сказал: «Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него: вы можете заниматься всю жизнь его изучением, не переставая извлекать из него уроки физики».

Вот и я попыталась изучить это удивительное природное творение. Когда я вижу мыльный пузырь, мне хочется улыбаться, мне радостно, и я чувствую в нём какую-то фантастичность.

Детские, на первый взгляд, развлечения, не обходят стороной серьёзных учёных. Архимеда привлекали опыты по погружению собственного тела в ванну, Галилей бросал камешки с башни, Кориолис изучал катание шаров по бильярдному столу, Кеплер не на шутку был озабочен стереометрией винных бочек, Фарадей написал целый манускрипт о горении свечи, а Льюис Кэрролл в детской сказке изложил мировоззрение квантовой механики. Многие, если не все великие открытия, имеют в основе пустяковые интересы.

Одним из самых фундаментальных трудов по теме мыльных пузырей является книга известного английского учёного Чарльза Бойса с одноимённым названием, составленная более чем сто лет тому назад и являющаяся не только забавной книжкой для детей, но и настольным пособием для физиков-теоретиков и экспериментаторов.

Цель исследования: Узнать, почему мыльные пузыри такие красивые и как выдуть огромный мыльный пузырь?

Задачи:

1. Проанализировать научную литературу по изучаемой теме

2. Проверить растворы мыльных пузырей. Выяснить, с помощью, каких растворов получаются наиболее крупные и прочные мыльные пузыри.

3. Выяснить, можно ли получить интересные по форме мыльные пузыри.

4. Выяснить, можно ли получить цветные мыльные пузыри.

5. Разработать методику получения мыльных пузырей.

Объект исследования: мыльные пузыри

Предмет исследования: получение больших прочных пузырей из разных растворов, их поведение в различных условиях.

Методы исследования:

1. Анализ научной литературы по данному исследованию.

2. Наблюдение за мыльными пузырями из различных растворов.

3. Эксперимент.

Гипотезы:

1. Если к жидкости для получения мыльных пузырей добавить краски, то пузыри будут иметь особый оттенок.

2. Если использовать трубочку с расширенным концом, то можно получить более крупные пузыри.

3. Можно получить мыльные пузыри самых различных форм.

4. Если состав жидкости будет более густым, то это позволит получить более крепкие пузыри

Актуальность темы: мыльные пузыри из покон веков всегда радовали глаз. За ними интересно наблюдать. Их цвет завораживает.

Я выбрала эту тему, потому что мыльные пузыри привлекают всех своей красотой, радужными переливами, удивительной хрупкостью и лёгкостью. И не только дети, но и взрослые с удовольствием наблюдают за этим удивительным творением человека. Затейливые траектории их полёта делают мыльные пузыри забавной игрушкой для детей любого возраста. Мыльный пузырь является уникальным объектом, содержащим внутри неразгаданные загадки физики, химии, математики. Мыльный раствор в покупных мыльных пузырях очень быстро заканчивается и часто бывает очень некачественный. И мне стало интересно: Что это такое мыльный пузырь? Как он образуется? Какие пузыри бывают? Какие эксперименты можно делать с мыльными пузырями? Из каких растворов можно получить самые большие и прочные мыльные пузыри? Может ли мыльный пузырь разбиться как стекло? Как ведёт себя мыльный пузырь на морозе? Почему мыльный пузырь стремиться принять форму сферы? Можно ли выдувать квадратные мыльные пузыри? Можно ли получить цветные мыльные пузыри? В общем, вопросов возникает очень много.

Чтобы найти ответы на эти вопросы я читала и смотрела информацию в интернете. Проводила эксперименты, наблюдая за мыльными пузырями.

Глава 1. История и факты мыльного пузыря

1. 1. Кто придумал мыльные пузыри

История возникновения мыльного пузыря похожа на сказку. С появлением мыла король приказал всем подданным намылить мочалки и вымыться, а кто не выполнит приказ – того казнят. Один сапожник терпеть не мог мыть шею, и стражники привели его в тюрьму на казнь. И перед смертью он решил выкурить трубку, но вместо дыма оттуда полетели мыльные пузыри. Из тюрьмы его выпустили с почестями в золотой карете и… с грязной шеей.

В этот день никто в городе уже не курил трубок. Все наполнили трубки мыльной пеной и пускали пузыри. Всё небо было разноцветным от мыльных пузырей. Дамам стали дарить букеты из мыльных пузырей. Правда, такие букеты лопались, но зато вместо них приходилось сразу дарить новые. И дамы были счастливы.

На рынке три арбуза стоили 13 мыльных пузырей, а мешок муки - 24 мыльных пузыря.

С тех пор мыльные пузыри перестали так цениться. Но всё равно, уже столько веков подряд никому не бывает скучно, если в руках у него есть трубочка и чашка с мыльной пеной.

А знаете ли вы, о чём думал человек, подаривший миру это чудесное изобретение? "А шею я так и не вымыл! - думал он. - Так и не вымыл!" Но тому, кто придумал пускать мыльные пузыри, можно простить любые недостатки.

День рождения мыльного пузыря и по сей день остаётся загадкой. Но доподлинно известно, что при раскопках древней Помпеи археологи обнаружили необычные фрески с изображением юных помпейцев выдувающих мыльные пузыри.

Интересовали мыльные пузыри философов, художников, учёных на протяжении веков, не оставляя равнодушных и в 21 веке.

1. 2. Искусство и мыльные пузыри

Завораживали мыльные пузыри всех: детей и взрослых. Последние, даже, воспевали, восхваляли их в стихах. К примеру, замечательная «Речь в защиту мыльных пузырей» от Новеллы Матвеевой

«Речь в защиту мыльных пузырей»

Телом слабый, но сияньем - сильный,

Точно дух, пузырь явился мыльный

Изнутри соломинки сквозной.

Пусть живет! Он пить и есть не просит.

(Хоть и сам дохода не приносит

Даже там, где жертвует собой. )

Все его бранят за то, что мало

Он живет. (Еще недоставало

Долго жить, где все тебя бранят!)

А дадут ли жить на свете долго?

Скажут: "Век чужой заел без толка.

Эх! Не в том, так в этом обвинят.

Брань его покрыла толстым слоем,

Как броня. И если мы усвоим,

Сколько он за свой короткий взлет

Успевает вынести нападок, -

Век его совсем не так уж краток:

Счастье кратко, долог век невзгод.

Слышал он проклятья кредиторов.

В счет его росли счета в конторах,

Яхты в море, виллы на горах...

Что же сам он видел, кроме мыла?

Да и мыла с ним не больше было,

Чем бывает в мыльных пузырях.

Оттого, что пуст и легковесен,

В честь его никто не сложит песен.

(Ибо скальдов вещие уста

Только Весом бредят повсеместно.

И уж если вещь тяжеловесна,

Ей простится, что она - пуста.)

На его чуть дышащую хрупкость

Сваливают собственную грубость.

"Он такой надутый!" - говорят...

Правда есть. Но логику - найду ли?

Ведь не он надул! - его надули!

А сорвать на нем же норовят.

С мыльными связавшись пузырями,

Не к чему глядеть на них зверями;

Ну какая вам от них беда?!

Пусть хоть раз, - хотя бы в миг полета, -

И они порадуют кого-то;

А потом исчезнут без следа

Это произведение, скорее, адресовано взрослому читателю.

Я нашла немало стихов, адресованных детям.

Это стихотворение известного писателя Самуила Маршака, которое так и называется «Мыльные пузыри»

Воды обыкновенной

В стаканчик набери.

Пускать из мыльной пены

Мы будем пузыри.

Соломинку простую

Сейчас возьму я в рот,

Воды в нее втяну я,

Потом слегка подую

В соломинку - и вот,

Сияя гладкой пленкой,

Растягиваясь вширь,

Выходит нежный, тонкий,

Раскрашенный пузырь.

Горит, как хвост павлиний.

Каких цветов в нем нет!

Лиловый, красный, синий,

Зеленый, желтый цвет.

Взлетает шар надутый,

Прозрачнее стекла.

Внутри его как будто

Сверкают зеркала.

Огнями на просторе

Играет легкий шар.

То в нем синеет море,

То в нем горит пожар.

Он, воздухом надутый,

По воздуху плывет,

Но и одной минуты

На свете не живет.

Нарядный, разноцветный,

Пропал он навсегда,

Расплылся незаметно,

Растаял без следа.

А был такой надменный,

Заносчивый такой!

Хвалился, что из пены

Родился он морской.

В нем столько красок было,

Была такая спесь,

А он - воды и мыла

Раздувшаяся смесь.

Его я не жалею...

По правде говоря,

Стихи о нем длиннее

Всей жизни пузыря!

Не менее интересное стихотворение Романа Сэфа «Мыльный пузырь»

А эстрадная группа «Учитель танцев» исполняет зажигательную песню «Мыльные пузыри».

Недавно мне удалось найти интересный мультфильм с названием «Мыльные пузыри кота тётушки Фло».

В изобразительном искусстве на полотнах художников я так же увидела людей, пускающих мыльные пузыри.

1. 3. Мыльные пузыри и рекорды

Мне стало известно, что 37-летний англичанин Сэм Хит выдул самый огромный в мире мыльный пузырь, скорее целую мыльную тучу, которая парила в воздухе в парке Лондона.

Он использовал секретную формулу, над которой химичил двадцать лет. “Все зависит от правильного мыльного раствора”, – рассказывает мастер. – “Если у вас нет правильного состава, вы можете дуть сколько угодно, но у вас ничего не получится». Однажды Сэм Хит выдул мыльный пузырь, внутри которого находилось 50 человек.

1. 4. Что такое мыльный пузырь?

Мыльный пузырь — это 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.

Плёнка мыльного пузыря представляет собой одну из самых тонких вещей, которые доступны невооружённому зрению. «Тонкий, как волос», «тонкий, как папиросная бумага» - означают огромную толщину рядом с толщиной стенки мыльного пузыря, которая в 5000 раз тоньше волоса и папиросной бумаги.

1. 5. Как «взрываются» мыльные пузыри

Не менее интересный, чем пускание пузырей, процесс их лопанья. Но, к сожалению, процесс очень быстрый, поэтому человеческий глаз его зафиксировать не может, а специальная фотокамера, делающая 500 снимков за секунду вполне. Фотографу из Великобритании Ричарду Хиксу удалось получить очень красивые снимки этого процесса.

Помощницей Хикса стала его жена Сара. Именно она выдула и затем лопнула этот замечательный пузырь.

Госпожа Хикс пальцем нарушила поверхностное натяжение пузыря, и он лопнул. А в это время Ричардс с макро-камерой проводил съемку. Вот результат:

1. 6. Почему мыльный пузырь имеет форму сферы?

Я узнала, что пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение. Сферическая форма пузыря также получается за счёт поверхностного натяжения. Мне сложно разобраться в этом вопросе, так как поверхностное натяжение изучается в 10 классе. Ответить на этот вопрос я смогу позже.

1. 7. Почему мыльные пузыри переливаются?

Переливчатые «радужные» цвета мыльных пузырей получаются за счёт интерференции световых волн и определяются толщиной мыльной плёнки. Это изучается в 11 классе, поэтому мне немного сложно разобраться в этом вопросе.

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. 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). В конце концов стенка пузыря становится тоньше, чем длина волны видимого света, все отражающиеся волны видимого света складываются в противофазе и мы перестаем видеть отражение совсем (на тёмном фоне эта часть пузыря выглядит «чёрным пятном»). Когда это происходит, толщина стенки мыльного пузыря меньше 25 нанометров, и пузырь, скорее всего, скоро лопнет.

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.

1. 8. Можно ли получить цветные мыльные пузыри?

Я узнала, что покрасить мыльные пузыри, чтобы они были безопасными и непачкающимися, до сих пор не удавалось никому.

А вот Тим Кехоэ из американского штата Миннесота всё же нашёл ответ на этот вопрос. Десять лет он ломал голову над этим вопросом (я не думаю, что это так трудно – добавить краску и всё). Я обязательно проверю это в собственных экспериментах. Зелёнкой, уж точно, покрашу, если не смогу красками.

Теперь пузыри, получившие название Zubbles (Забл) сошли с конвейера и недавно начали продаваться в США. Говорят, в скором времени их можно будет купить и в Европе.

Пока что цветные мыльные пузыри массово выпускаются только в трёх цветах: синем, красном и жёлтом (на продажу предлагаются только два первых цвета).

1. 9. Способы приготовления мыльных растворов

Изучая материалы по данной теме, я нашла следующие рецепты приготовления мыльных пузырей, которые лучше всего подходят для мыльных пузырей

Состав 1

0,5 чашки детского шампуня

1,5 чашки дистиллированной воды

2чайные ложки сахара

Смешать и добавить к полученной смеси столько же глицерина.

Состав 2

2 части моющего средства

6 частей дистиллированной воды 1 часть глицерина

1. 10. От чего зависит размер мыльных пузырей

Размер мыльного пузыря напрямую зависит от используемого инструмента: чем больше диаметр натяжной поверхности, тем крупнее будет мыльный пузырь.

1. 11. Техника безопасности при работе с мыльными растворами

Ответ на этот вопрос я нигде не нашла. Основываясь на своём жизненном опыте и беседе с взрослыми, я вывела следующие правила:

• При работе с мыльными растворами ни в коем случае не прикасаться к глазам, носу, рту.

• После проведения опытов тщательно промыть руки в проточной тёплой воде (желательно с детским мылом)

• При пускании мыльных пузырей выдувать их в том направлении, где нет людей и животных

• Все используемые компоненты растворов (глицерин, шампунь, жидкое мыло и др.) тщательно закрывать крышкой после использования

1. 12. Свойства мыльных пузырей на морозе

Пузырь при медленном охлаждении переохлаждается и замерзает примерно при –7°C. Пленка оказывается не хрупкой, какой, казалось бы, должна быть тонкая корочка льда. Для начала кристаллизации мыльного пузыря на морозе достаточно сверху бросить на него снежинку, как от нее во все стороны побегут бусинки льда. Пузырь замерзнет также, если его аккуратно положить на снег.

Если дать возможность мыльному закристаллизовавшемуся пузырю упасть на пол, он не разобьется, не превратится в звенящие осколки, как стеклянный шарик, каким украшают елку. На нем появятся вмятины, отдельные обломки закрутятся в трубочки. Пленка оказывается не хрупкой, она обнаруживает пластичность.

При выдувании пузырей на сильном морозе –20°C, –25°C сразу же в разных точках поверхности возникают мелкие кристаллики, которые быстро разрастаются и, наконец, сливаются в единую картину, по красоте, не уступающей морозным рисункам на окне.

1. 13. Как человек заставил работать мыльные пузыри

Я узнала, что человек нашёл применение свойствам мыльных пузырей. Пузыри образуют пену.

На заводах, когда хотят отделить, отмыть руду от «пустой породы» — от камня. И руда и камень в воде тонут. Но в пене, если их измельчить, они не тонут. У пузырьков пены очень большая сила. Пузырьки подымают и кусочки руды и кусочки камня и выносят их наверх. И тут начинается отбор. Кусочки породы не могут долго держаться на пузырьках и падают на дно аппарата. А частички руды не падают. В конце концов, в аппарате получается корка руды, которую легко снять.

А ещё выдувание мыльных пузырей способствует тренировке лёгких.

Значит, мыльные пузыри годятся не только для забавы. Человек хитер — он и мыльные пузыри заставил на себя работать.

1. 14. Мыльные пузыри и шоу бизнес

Есть такое выражение «делать деньги из воздуха», так вот люди в прямом смысле научились делать деньги из мыльных пузырей. Как сделать так, чтобы детский праздник, День рождения или свадьба надолго остался в памяти. Практически беспроигрышным вариантом для любого праздника является шоу «мыльные пузыри»

Это волшебное сказочное действие подходит одинаково хорошо для детей и взрослых. Ведь это воплощение детской мечты и путешествие в мир сказок и фантазий.

Больше всего наград за выдувание мыльных пузырей у канадского ученого-иллюзиониста Фан Янга. За свои достижения он шесть раз попадал в Книгу рекордов Гиннеса. Со своим уникальным аттракционом он разъезжает по всему миру и помещает внутри огромных мыльных пузырей людей, машины и даже самолеты.

Фан Янг выдувает пузыри уже двадцать лет. Он превратил простой пузырь в настоящее произведение искусства. Специальный раствор, формула которого хранится в секрете, позволяет создать совершенно удивительные элементы, такие как мыльные пузыри внутри мыльного пузыря, плывущие мыльные пузыри, миллионы крошечных мыльных пузырей и многие другие трюки.

Вывод по главе 1

Исходя из полученных знаний, я имею представление о том, что представляет собой мыльный пузырь с научной точки зрения.

Так же, стало известно о том, как:

• Тим Кехоэ нашёл секрет изготовления цветных мыльных пузырей;

• мыльные пузыри появились на свет более 400 лет назад, они всегда завораживали людские взгляды, и это нашло отражение в литературе, музыке, мультипликации, изобразительном искусстве.

• человек «заставил работать» мыльные пузыри;

• надувать мыльные пузыри успешно используется в шоу бизнесе;

• размер мыльного пузыря зависит от диаметра используемого приспособления;

Данные сведения пригодятся для собственных экспериментов и наблюдений.

Глава 2. Мыльные исследования

Люди, которые научились выдувать удивительные по размеру и прочности мыльные пузыри не спешат разглашать свои секреты. Поэтому, я решила создать раствор для мыльных пузырей самостоятельно. Я хочу, чтобы из раствора получались мыльные пузыри больших размеров.

Самое время провести эксперимент и найти самый лучший состав для получения желаемого результата. Получается, что в таком простом мыльном деле есть немало хитростей. Конечно, всё зависит от состава мыльных пузырей.

Пройдясь по бескрайним просторам интернета, можно найти много рецептов больших мыльных пузырей, но какой из них лучше, понять очень сложно, что ж постараюсь исследовать собственные составы.

Изучая литературу, я узнала, что лучше использовать хозяйственное мыло, жидкое мыло, порошок, жидкость для мытья посуды и шампунь. Для своего эксперимента я взяла: хозяйственное мыло 72% (старое), жидкое мыло (Русалочка), порошок (автомат «Tide»), жидкость для мытья посуды (Fairy) и шампунь («Nivea»).

Для растворов я использовала кипяченую воду.

В этих составах я тестировала следующее:

Я добавила к этим растворам сахар. Исследуя эти растворы, я наблюдала за временем жизни пузыря (определяла его прочность) и размер. Ведь моей задачей является найти составы для получения самых прочных и крупных мыльных пузырей.

Изучая литературу, я узнала, что чем крупнее рамка для выдувания, тем крупнее мыльный пузырь. На этот раз я буду выдувать пузыри из отрезанного горлышка 0,5-литровой бутылки. Вновь я наблюдаю за размером и временем жизни.

Я заметила, что при добавлении перекиси водорода мыльный пузырь при выдувании сразу стремится подняться верх и стеночки его так тонки и переливчаты. Но, к сожалению, перекись водорода сокращает время жизни мыльного пузыря.

Я решила добавить в этот состав яичный желток (им раньше мыли голову, значит, он пенится) – прочность пузыря увеличилась, а вот размер значительно уменьшился.

Я добавила в этот состав клей ПВА – пузыри стали получаться с беловатыми вкраплениями и очень тяжеловесными – это не позволило получить крупные пузыри, а так же клей не помог продлить жизнь мыльного пузыря.

Экспериментировать с растворами можно бесконечно, меняя пропорции, добавляя всё новые составные части. Я пока остановлюсь на описании экспериментов, но сами эксперименты продолжу, а вдруг да получится у меня выдуть метровый мыльный пузырь.

Ещё я хочу отметить, что на качество мыльно пузыря оказывает влияние время жизни мыльного раствора. (Некоторым растворам нужно настояться, а некоторые годятся только для сиюминутного использования).

Экспериментируя, я убедилась, что вода в составе мыльно раствора должна быть мягкой – обессоленной или дистиллированной, так как жёсткая вода буквально рвёт мыльную оболочку. А мыльный состав стеночки должен быть максимально увлажнён, чтобы стеночка не сохла быстро (ведь вода испаряется очень быстро и пузырь теряет свою упругость и лопается). Для этого прекрасно подходят желатин (в небольших количествах, предварительно размоченный) и глицерин.

Все думают, что пузырь должен быть в форме сферы. Я пробовала получить пузыри различных форм, используя квадратную и треугольную рамки. И убедилась в том, что форма мыльного пузыря, независимо от формы рамки, имеет форму сферы.

Я предполагала, что если мыльный раствор будет гуще, то пузыри будут крупнее и прочнее, но в ходе эксперимента я убедилась в обратном. Достаточное наличие воды в составе – необходимо.

Я решила получить свои цветные мыльные пузыри, добавляя в раствор акварельные краски, но цвет раствора никак не повлиял на цвет мыльного пузыря. Добавила раствор йода, который так сильно въедается во все поверхности, зелёнку, но мыльные пузыри окрашиваться не захотели.

Чем же ещё можно попробовать окрасить эти пузыри? Эта тайна остаётся для меня закрытой. При добавлении краски в мыльный раствор, качество выдуваемых пузырей резко ухудшилось, а вот при добавлении йода мне стало при выдувании пузырей трудно дышать (не советую повторять мой эксперимент).

Как говорится, голыми руками мыльный пузырь не возьмёшь. А вот если руки смочить тем же самым раствором, тогда успех обеспечен.

Вывод по главе 2

Проводя эксперименты, можно отметить, что:

1. Для выдувания пузырей лучше использовать различные трубочки и рамки. Чем больше диаметр трубки или рамки, тем крупнее получается пузырь.

2. Ловить мыльные пузыри лучше на намыленные руки.

3. Мыльные пузыри необходимо выдувать спокойно, равномерно, иначе, мыльная плёнка быстро рвётся.

4. Радужные переливы мыльных пузырей зависят от мыльной концентрации (чем меньше мыла в растворе, тем пузыри получаются воздушнее, более искрящимися и наоборот)

5. Выдувая мыльные пузыри, поднимается настроение, забываются все проблемы и, действительно, хорошо разрабатываются лёгкие. Всё это благотворно влияет на здоровье.

6. Мыльные пузыри невозможно окрасить в домашних условиях.

7. Мыльные пузыри всегда стремятся принять форму сферы.

8. Мыльный пузырь не может разбиться как стекло, потому что его стеночки очень тонкие. На них могут образоваться только небольшие вмятины.

Проведя эксперименты и наблюдения, теоретическая часть материала нашла своё подтверждение.

Теперь я нашла способ приготовления оптимального раствора для мыльных пузырей - им является жидкое мыло (Русалочка), но он не совершенен. Тайну самого лучшего раствора предстоит ещё открыть, но это будет в другой раз.

Заключение

Закончив свою работу над исследовательской работой, я поняла насколько была мало ознакомлена с таким удивительным физическим явлением, как мыльный пузырь. Изучая тему «Тайна мыльных пузырей», я пришла к выводу, что они являются неотъемлемой частью жизненной реальности и предметом научных исследований. Проведя своё собственное исследование, я узнала для себя много нового, а именно, что от температуры может зависеть длительности «жизни» мыльного пузыря, а самое интересное, что никто раньше не использовал в своих мыльных растворах – стиральный порошок!

В ходе исследования я выдвигала много разных гипотез. Большинство из них подтвердилось, но были и такие, которые имели отрицательный результат.

• Например, когда я предположила, что если к жидкости для получения мыльных пузырей добавить краски, то пузыри будут иметь особый оттенок. Оказалось, что это не так; цвет краски не влияет на цвет мыльного пузыря, а вот качество жидкости заметно ухудшилось.

• Также я предположила, что если состав жидкости будет более густым, то это позволит получить более крепкие пузыри. (Нет, это не так).

• Возможно, если использовать трубочку с расширенным концом, то можно получить более крупные пузыри. (Да, это так.)

• На основе проделанной работы, я предлагаю инструкцию по изготовлению раствора для мыльных пузырей:

• Для того чтобы выдуть обычный мыльный пузырь, понадобятся мягкая вода, жидкое мыло и трубочка.

• Самый простой способ смягчить воду – это хорошенько прокипятить её, дать отстояться, чтобы соли выпали на дно или же взять дождевую воду, снеговую или лёд.

• Для больших и прочных пузырей желательно добавить глицерин. Для больших и не очень прочных – глицерин и перекись водорода.

• Подготовить инструменты для выдувания. Большие рамки получаются из отрезанных горлышек двухлитровых пластиковых бутылок.

Для выдувания пузырей можно воспользоваться и руками.

Веселое это занятие - пускать мыльные пузыри! Ими можно любоваться или устроить соревнование: кто надует самый большой пузырь?

Проявите и вы всю свою изобретательность! Заодно, поэкспериментируйте с растворами для их получения. Из чего же мыльные пузыри выдуваются лучше?

Закончить свою работу я бы хотела словами из песни, которую исполняет

дуэт «Учитель танцев»:

Расскажут вам много о праздниках разных настенные календари,

Но есть один праздник простой и прекрасный – мыльные пузыри

Соломинка, мыло, глубокая чашка, на кухне воды набери

И вот тебе солнце, и вот тебе праздник – мыльные пузыри.

Больших вам пузырей и берегите глаза!

Список литературы

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D1%8B%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D1%83%D0%B7%D1%8B%D1%80%D1%8C

2. http://nsportal.ru/ap/drugoe/library/nauchno-issledovatelskaya-rabota-po-teme-kak-obrazuyutsya-mylnye-puzyri

3. http://www.o-detstve.ru/forchildren/research-project/4606.html

4. http://show-milnih-puzirei.ru/%D0%B1%D0%BB%D0%BE%D0%B3/

5. http://www.livedragon.ru/index.php?newsid=337

6. http://podkofeek.ru/espresso/649-proekt-milniy-pusir.html

7. http://wiki.iteach.ru/index.php/%D0%A3%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82:%D0%97%D0%B0%D0%B3%D0%B0%D0%B4%D0%BA%D0%B0_%D0%BC%D1%8B%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D1%83%D0%B7%D1%8B%D1%80%D1%8F

infourok.ru

Исследовательская работа "Загадка мыльного пузыря"

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Основная общеобразовательная школа №2 г.Новоузенска Саратовской области»

Исследовательская работа

Выполнил: Уталиев Ренат

ученик 4 класса

МОУ ООШ №2

Г.Новоузенска

Саратовской области

Руководитель: Солдатова Е.И.

2014 год

Тема исследования: «Загадка мыльного пузыря»

Цель исследования: Изучить теоретический материал по теме «Мыльные пузыри». Провести исследования рецептов мыльных пузырей, выявить наиболее эффективные из них.

Задачи:-Проанализировать научную литературу по изучаемой теме.

-Провести изучение эффективности жидкостей для надувания мыльных пузырей.

 -Исследовать свойства мыльных пузырей, полученных из разных растворов, а так же с использованием разных моющих средств.

-Сделать выводы.

Объект исследования: растворы для мыльных пузырей.

Предмет исследования: получение больших пузырей из разных растворов.

Методы исследования:

• Анализ научной литературы по данному исследованию.

• Наблюдение за мыльными пузырями из различных растворов.

• Эксперимент.

Гипотезы: 

1. Предположим, что мыльные пузыри образуются из мыльного раствора.

2. Размеры и устойчивость мыльных пузырей зависит от состава жидкости для мыльных пузырей.

1.Введение.

«Мыльный пузырь, пожалуй, самое восхитительное и самое изысканное явление природы».

Марк Твен

Летящие по воздуху переливающиеся всеми цветами радуги прозрачные шары. Что это? Ну, конечно, каждый знает ответ - мыльные пузыри. Каждый из нас пускал мыльные пузыри. Эта забава известна с давних времён и привлекает как детей, так и взрослых. Например, при раскопках известного города Помпеи были найдены фрески с изображением детей, выдувающих мыльные пузыри. Не менее популярна эта забава и в наши дни высоких технологий.  Раствор для мыльных пузырей можно купить в магазине или приготовить самостоятельно.

Так как же они появляются и что же это такое – «мыльный пузырь»? Можно ли дома самому приготовить состав для мыльных пузырей и что для этого нужно? Из каких растворов можно получить самые большие и прочные мыльные пузыри? 2.1 История мыльных пузырей.

История появления мыльных пузырей связана с человеком по имени Пумпатус, который из-за своего страха сам того не подозревая придумал способ выдувания мыльных пузырей. 

Когда-то люди жили вовсе без мыла, и вот наконец мыло изобрели. В этот день все тёрли друг другу спины и обливались тёплой водой. Но попробуй не обливайся, если 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. Ему удалось прожить целую жизнь, обойдясь без этого. "И вот - теперь уже никуда не денешься", - думал Пумпатус и грустно покуривал свою трубку, За окном послышались шаги, и Пумпатус знал, кто это. 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. - Ни за что". И его оставили, чтобы он последний раз перед смертной казнью 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 шаром вылетел второй... Пумпатус во все глаза глядел на это чудо. Прохожие внизу тоже задрали головы. 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. 

и вот уже столько веков подряд никому не бывает скучно, если в руках у него есть трубочка и чашка с мыльной пеной. А знаете ли вы, о чём думал человек, подаривший миру это чудесное изобретение, о чём думал, хитро посмеиваясь, Пумпатус, когда ехал из тюрьмы домой в золотой карете и все махали ему вслед руками? "А шею я так и не вымыл! - думал он. - Так и не вымыл!" Но тому, кто придумал пускать мыльные пузыри, можно простить любые недостатки…

Жидкость для выдувания мыльных пузырей - самая продаваемая игрушка в мире. Ежегодно страстными поклонниками этого развлечения скупается более 200 миллионов пузырьков с этой волшебной жидкостью. Однако в отличие от других причуд, у этой - длинная история. 

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.

А к началу XX века родители уже могли покупать своим детям игрушки, предназначенные для выдувания пузырей, у уличных торговцев. 

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.

2.2 Физические основы

Пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение, которое делает поведение поверхности похожим на поведение чего-нибудь эластичного. Однако, пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того, чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют какие-нибудь поверхностно-активные вещества, например, мыло. Распространенное заблуждение состоит в том, что мыло увеличивает поверхностное натяжение воды. На самом деле, оно делает как раз обратное, уменьшает поверхностное натяжение примерно до трети от поверхностного натяжения чистой воды. Когда мыльная пленка растягивается, концентрация мыльных молекул на поверхности уменьшается, увеличивая при этом поверхностное натяжение. Таким образом, мыло избирательно усиливает слабые участки пузыря, не давая им растягиваться дальше. В дополнение к этому, мыло предохраняет воду от испарения, тем самым делая время жизни пузыря еще больше.

Английский ученый лорд Кельвин, живший в 19 веке, однажды сказал: «Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него: вы можете заниматься всю жизнь его изучением, не переставая извлекать из него уроки физики». И это действительно так!

2.3 Мыльные пузыри – залог разговорчивости

Несмотря на неуклонный научно-технический прогресс, который не устает постоянно одаривать человечество все новыми и новыми диковинками, есть вещи, которые остаются неизменными, и поэтому к ним лучше применимы, так сказать, традиционные средства. Как бы мы ни развлекались с мобильными телефонами и компьютерами, это хорошо для взрослых. А как быть маленьким представителям рода человеческого, которые еще не научились ни читать, ни писать, ни даже говорить, и все блага цивилизации пока для них совершенно недоступны?Вот тут-то, как доказывают последние исследования ученых из университета Ланкастера, никакая техника не способна конкурировать с хорошо известными вещами, которые открывают миру свои новые, ранее никому не известные свойства. Теперь, благодаря британским экспериментаторам, неожиданной стороной обернулись всем хорошо знакомые с детства мыльные пузыри. Их сосредоточенному пусканию предавался буквально каждый ребенок, а уж тончайшая радужная шарообразная поверхность, отражающая солнечные блики и влекомая ветром к неизбежной гибели на асфальте, и многих взрослых не оставит равнодушными.Между тем это занятие, возможно, кажущееся некоторым бессмысленной тратой времени, может принести огромную пользу. Оказывается, пухлые детские губки, складываясь в трубочку, чтобы выдуть очередное произведение мыльно-пузырного искусства, приобретают необходимые навыки для развития речи. Поэтому те малыши, которые искренне преданы этому радужному занятию, учатся правильно произносить все звуки гораздо быстрее, чем их «беспузырные» сверстники.

Нехитрое мыльное развлечение может оказаться незаменимым помощником для тех детей, у которых заранее можно предполагать трудности с овладением языковыми навыками. Психолог Кэти Олкок из Ланкастерского университета тщательно исследовала все особенности, которые влияют на обучение языку. Среди них особое место занимает возможность ребенка выполнять сложные жесты ручками и особые движения губами, которые предрекают хорошую артикуляцию.

2.4 Интересные факты

Не менее интересный, чем пускание пузырей, процесс их лопанья. Но, к сожалению, процесс очень быстрый, поэтому человеческий глаз его зафиксировать не может, а вот специальная фотокамера, делающая 500 снимков за секунду вполне. Фотографу из Великобритании Ричарду Хиксу удалось получить очень красивые снимки этого процесса. Вот что у него получилось. 

Миф о недолговечности мыльного пузыря развеял англичанин Джеймс Дьюар, законсервировавший мыльный пузырь в сосуд в герметичном сосуде с двойными стенками на срок более месяца. Забава оказалась полезной: позднее дьюар – сосуд, названный в честь изобретателя, – нашел применение для хранения и перевозки жидкого азота. Преподавателю физики из штата Индиана удалось сохранить пузырь в стеклянной банке в течение 340 дней. Ученики превзошли учителя – их пузыри хранились под колпаком помногу лет, и это, похоже, не рекорд.

9 августа 1996 года новозеландец Алан Маккей выдул самый длинный мыльный пузырь – длиной 32 метра.

Многие любят выдувать мыльные пузыри, но немногие подходят к этому делу с таким жаром, как англичанин Сэм Хист. Провозгласив себя ученым-”пузырелогом”, Сэм научился создавать пузыри невероятных размеров. А 23 ноября 2007 года он побил рекорд книги Гиннеса, представив пузырь, внутри которого свободно разместилось 50 человек. И прежде чем пузырь лопнул, ему удалось раздуться до высоты в 1,5 м ширины 3,3 м.

2.5 Почему мыльный пузырь круглый.

Все мы восхищаемся пузырями, особенно мыльными — их идеально круглой формой и переливающейся разными красками поверхностью.Английский физик Бойз был так заинтригован мыльными пузырями, что написал 200 -страничную книгу: «Мыльные пузыри. Их цвет и силы, придающие им форму». 

Так все же почему мыльный пузырь круглый? Ответ на этот вопрос заключается в том, что силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю максимально компактную форму. Самая компактная форма в природе — это шар (а не куб, например). При шарообразной форме воздух внутри пузыря равномерно давит на все участки его внутренней стенки (по крайней мере, до тех пор, пока пузырь не лопнет).

3.Опытно-экспериментальная работа

Я решил выяснить, как влияет на долговечность мыльного пузыря состав мыльного раствора.

Чтобы изучить влияние мыльного раствора на долговечность мыльных пузырей я провел эксперимент. Для эксперимента я взял четыре вида мыльных средств: жидкое средство для мытья посуды «Fairy», детский шампунь «Schauma», стиральный порошок для ручной стирки «Ariel΄» и хозяйственное мыло, которое я настругал и залил горячей кипячёной водой. На их основе я приготовил четыре мыльных раствора. Рецепт, приготовления растворов, выбранный мною был очень прост. Мне понадобилось : вода, которую я взял 4 ложки, 1 столовую ложку моющего средства и 1 столовую ложку глицерина. Раствор я оставил настаиваться в течение суток. После этого я, с помощью секундомера, засекал продолжительность жизни мыльных пузырей. Из каждого раствора я пять раз выдувал мыльные пузыри и засекал наибольшее время «жизни» пузырей парящих в воздухе. Затем вывел среднее значение этих показателей.

В результате исследований я установил, что самый лучший раствор из которого получаются пузыри «долгожители» был приготовлен из жидкого средства для мытья посуды «Fairy». На втором месте детский шампунь «Schauma», на третьем – хозяйственное мыло и самый плохой результат показал стиральный порошок «Ariel΄».

Какие же факторы влияют на долговечность пузырей? Это состав воды. Она должна быть мягкой без примесей, лучше дистиллированная. Из жёсткой воды из –под крана пузыри получаются хрупкими. А из солёной воды и вовсе не выдуешь. Так же большое значение имеет и влажность воздуха, чем выше влажность, тем пузыри более долговечны. Поэтому пузыри лучше пускать сразу после дождя. Так же влияет и температура мыльного раствора.

Опыты и фокусы

Итак, первый фокус называется «Пузырь в пузыре». Для этого нам понадобится трубочка. Посредством трубочки выдуваем большой мыльный пузырь, внутрь этого пузыря вводим трубочку и выдуваем второй пузырь. Чтоб пузырь не лопнул от прикосновения трубочки, её обязательно надо смочить в раствор.

Можно вставить трубочку во второй пузырь и выдуть ещё один.

Сколько раз вы повторите данную процедуру, столько у вас и будет пузырей по принципу "матрёшки". Пузыри можно выдувать на мыльную плёнку или блюдо. Строить из них фигуры – черепаху, цветы, башни.

Из проволоки папа мне сделал кольца для выдувания пузырей разного диаметра. Теперь окунаю кольцо в тазик и плавно веду по воздуху. По залу разлетаются огромные мыльные пузыри.

Можно выдувать пузыри с помощью воронки. Обмакнув в жидкость воронку, очень осторожно приподнимаем её, и отверстие воронки покрывается тонкой плёнкой. Таким образом, можно выдувать большие пузыри.

Очень интересно выдувать мыльные пузыри зимой на улице.

Пузырь при медленном охлаждении переохлаждается и замерзает примерно при –7°C. Пленка оказывается не хрупкой, какой, казалось бы, должна быть тонкая корочка льда.

Если дать возможность мыльному закристаллизовавшемуся пузырю упасть на пол, он не разобьется, не превратится в звенящие осколки, как стеклянный шарик, каким украшают елку. На нем появятся вмятины, отдельные обломки закрутятся в трубочки.

Пленка оказывается не хрупкой, она обнаруживает пластичность. На шарике лишь появятся вмятины. Пластичность пленки оказывается следствием малости ее толщины.

6.Заключение. 

Закончив свою работу, я понял насколько был мало ознакомлен с таким удивительным физическим явлением, как мыльный пузырь. Проведя своё собственное исследование, я выяснил, что растворы для мыльных пузырей лучше всего готовить на основе жидких моющих средств. А порошкообразные средства лучше не использовать в этих целях.

Лучший состав для мыльных пузырей: 25 мл глицерина, 150 мл воды и 50 гр. средства для мытья посуды.

В ходе исследований я узнал, что пленка пузыря очень тонкая, и все-таки, несмотря на это, она состоит из трех слоев: два слоя мыльной воды, а между ними слой почти чистой воды.

А ещё без эксперимента, без практического обоснования любая наука превращается в сухой скучный набор фактов и формул. Исследование мыльных пузырей оказалось интересным, красивым и полезным занятием.

Выдувая мыльные пузыри, поднимается настроение, забываются все проблемы и, действительно, хорошо разрабатываются лёгкие. Всё это благотворно влияет на здоровье.

Литература

1. Варламов С. Эксперименты с мыльной пленкой/ С.Варламов //Квант. — 2006. — № 3, с. 37-38.

2. Тит Том Научные забавы: интересные опыты, самоделки, развлечения/ Тит Том - М.: Издательский дом Мещерекова,2008. - 224с.

3. Скляревский Е. Мыльный пузырь как загадка науки

4. Гегузин Я.Е. Пузыри - М.: Наука, 1985.

5. Гегузин Я. Е. Капля. - М.: Наука, 1973.

6. Гигантские мыльные пузыри. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДУВАНИЯ МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЕЙ патент РФ № 2139119

7. “Известия науки”, портал http://www.inauka.ru ,редакция газеты "Известия", 2002

8. По материалам сайта «bubblesmile»

9. Пузыри на морозе. “Наука и жизнь”, №2,1982.

10. Шварц А., Перри Дж., Берн Д ж., Поверхностно-активные вещества и моющие средства, М., 1960

Интернет-сайты:

http://ru.wikipedia.org/

http://bubblesmile.narod.ru/recept.htm «Сайт о мыльных пузырях»

http://demonstrator.narod.ru/experiments/bubble.html

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

http://www.eskimo.com/~billb/amateur/antnsportal.ru

infourok.ru

Исследовательская работа "Секреты мыльных пузырей"

Секреты мыльных пузырей

Фамилия, имя, отчество автора: Абдулсаламова Алия

Класс: 4

Название образовательного учреждения, при котором выполнена работа:

Муниципальная казённая общеобразовательная организация «Красноармейская СОШ»

Фамилия, имя, отчество руководителя работы: Максимова Татьяна Владимировна

п. Красноармейский

2016 год

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………….….…………………………………3

ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ………...………….……………………………..4

1.1 ИЗ ИСТОРИИ МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЕЙ……..…….……………………………………………...4

1.2 ЧТО ТАКОЕ МЫЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ…………..………………………………………………..…4

1.3 ФОРМА МЫЛЬНОГО ПУЗЫРЯ …………….……….……………………………………..……4

ГЛАВА II. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ………………..………………….…….5

2.1 РЕЦЕПТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЕЙ…………………………...……………5

2.2 ОПЫТЫ С МЫЛЬНЫМИ ПУЗЫРЯМИ……………………………………………………… …6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………………………….. 7

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ……………………….……………………………… .8

ПРИЛОЖЕНИЕ 1………………………………………………………………………..……...…… ..9

ПРИЛОЖЕНИЕ 2……………………………………………….…………………………………….10

ВВЕДЕНИЕ

Каждый из нас пускал мыльные пузыри. Я очень люблю это занятие. Выдувая мыльные пузыри, забываешь все неприятности, поднимается настроение. Но как же я расстроилась, когда раствор закончился, а мне еще так хотелось полюбоваться переливающимися на солнце пузырями.

И мне стало интересно: Что такое мыльный пузырь? Какие пузыри бывают? Какие эксперименты можно делать с мыльными пузырями? Из каких растворов можно получить самые большие и прочные мыльные пузыри? Как ведёт себя мыльный пузырь на морозе? Почему мыльный пузырь стремиться принять форму сферы? Можно ли выдувать мыльные пузыри разной формы? В общем, вопросов возникает много.

Чтобы найти ответы на эти вопросы я читала журналы, ходила в библиотеку, смотрела информацию в интернете, также проводила эксперименты, наблюдая за мыльными пузырями.

Цель исследования: изучить теоретический материал по теме;

провести исследования рецептов мыльных пузырей, выявить наиболее эффективные из них.

Задачи:

1. Познакомиться с понятием «мыльный пузырь».

2. Изучить литературные источники, рассказывающие о мыльных пузырях.

3. Изучить рецепты и секреты приготовления мыльных пузырей, каких размеров он может быть.

4. Провести исследование свойств и форм выдувания мыльного пузыря.

5. Сделать выводы.

Гипотеза: Используя проволочные каркасы разных геометрических форм, можно выдуть мыльные пузыри некруглой формы.

ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

1. 1. ИЗ ИСТОРИИ МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЕЙ

Из журнала «Непоседа» я узнала историю появления мыльных пузырей.[3]

История возникновения мыльного пузыря похожа на сказку.

С появлением мыла король приказал всем подданным намылить мочалки и вымыться, а кто не выполнит приказ – того казнят. Один сапожник терпеть не мог мыть шею, и стражники привели его в тюрьму на казнь. И перед смертью он решил выкурить трубку, но вместо дыма оттуда полетели мыльные пузыри. Из тюрьмы его выпустили с почестями в золотой карете и… с грязной шеей.

В этот день никто в городе уже не курил трубок. Все наполнили трубки мыльной пеной и пускали пузыри. Всё небо было разноцветным от мыльных пузырей. Дамам стали дарить букеты из мыльных пузырей. Правда, такие букеты лопались, но зато вместо них приходилось сразу дарить новые. И дамы были счастливы.

День рождения мыльного пузыря и по сей день остаётся загадкой. Но доподлинно известно, что при раскопках древней Помпеи археологи обнаружили необычные фрески с изображением юных помпейцев, выдувающих мыльные пузыри.

1.2 ЧТО ТАКОЕ МЫЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ

Что же такое мыльный пузырь? Чтобы найти ответ на этот вопрос, я решила обратиться за помощью к школьному библиотекарю. Галина Ивановна посоветовала воспользоваться Толковым словарем Ожегова С.И.[1]

Я выяснила, что мыльный пузырь — это 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.

Пленка мыльного пузыря представляет собой одну из самых тонких вещей, которые доступны невооружённому глазу. Такие выражения, как «тонкий, как волос», «тонкий, как папиросная бумага» - означают огромную толщину в сравнении с толщиной стенки мыльного пузыря, которая в 5000 раз тоньше волоса и папиросной бумаги.

1.3 ФОРМА МЫЛЬНОГО ПУЗЫРЯ

Что заставляет мыльный пузырь принимать такую форму? С этим вопросом я обратилась к старшей сестре. Из курса физики она знает, что причина – силы поверхностного натяжения жидкости. Они возникают между частицами воды. Частицы воды или другой жидкости притягиваясь друг к другу, стремятся сблизиться. Каждая частица на поверхности притягивается остальными частицами, находящимися внутри жидкости, и поэтому устремляются друг к другу. Так как частицы жидкости могут свободно перескакивать из одного положения в другое, то она принимает такую форму, при которой число частиц на поверхности минимально. А минимальную площадь поверхности при данном объеме имеет шар. Самая компактная форма в природе – это шар (а не куб, например). При шарообразной форме воздух внутри пузыря равномерно давит на все участки его внутренней стенки (по крайней мере до тех пор, пока пузырь не лопнет).

ГЛАВА II. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

В начале своего исследования я провела анкетирование среди учащихся начальной школы, в котором приняло участие 29 человек. (Приложение 1)

По результатам анкетирования я поняла, что большинству ребят нравится пускать мыльные пузыри и это поднимает им настроение. Раствор для выдувания мыльных пузырей большинство делают сами, и предпочтение отдают шампуню, а их форма - круглая.

2.1. РЕЦЕПТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЕЙ

Изучая литературу, я узнала, что лучше использовать хозяйственное мыло, глицерин, жидкость для мытья посуды, шампунь, нашатырный спирт, стиральный порошок, сахар. Для эксперимента мне понадобилось: хозяйственное мыло 65% (старое), глицерин, жидкость для мытья посуды (SORTI) , шампунь (SHAMTU).

Для исследования я взяла несколько известных рецептов для приготовления растворов:

Состав №1.

На 100гр. средства для мытья посуды необходимо взять 300мл. воды и 50мл. глицерина. Всё хорошенько размешать и ваш раствор готов.

Состав №2.

На 600мл. горячей воды, 300мл. глицерина, 20 капель нашатырного спирта и 50 г. стирального порошка. Всё хорошенько размешать и поставить на 12 часов в холод!

Состав №3.

100 мл обычного шампуня, 100 мл воды, 2 ч.л. сахара.

Состав №4.

4ст. ложки мыльной стружки растворить в 400мл. горячей воды. Раствор оставить на несколько часов, после чего добавить 2 чайные ложки сахара.

Из источников я узнала 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.

Исследуя эти растворы, я наблюдала за временем жизни пузыря (определяла его прочность и размер). (Приложение 2)

2.2 ОПЫТЫ С МЫЛЬНЫМИ ПУЗЫРЯМИ

Опыт № 1. «Мыльные пузыри разной формы»

Для проведения опыта я взяла проволочные рамки разной формы (ромб, треугольник, квадрат, овал, звездочка). Из них я смогла выдуть мыльные пузыри только круглой формы. Опыт№ 1. доказал, что это силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю форму шара. Получить мыльный пузырь некруглой формы не удалось.

Опыт № 2. Для этого опыта я брала круглые формы разного диаметра (коктейльная трубочка, пластиковые бутылки объемом 0,5л, 1,5л. и 5л.) и пробовала из них выдуть мыльные пузыри.

Опыт №2. показал, что на размер пузыря влияет диаметр формы. Чем больше диаметр, тем крупнее получается пузырь.

Опыт № 3. Взяла треугольную рамку. Опустила её в раствор и вынула. В рамке натянулась мыльная пленка. На мыльную плёнку положила петельку, связанную из шелковой нити. Петелька расположилась на плёнке неправильной фигурой. Но когда я прорвала плёнку в середине этой фигуры, то мыльная плёнка между ниткой и проволокой тут же растянула петельку, и приняла форму окружности.

Опыт № 4. Мыльный пузырь вокруг предмета.

В тарелку или поднос наливаю мыльного раствора столько, чтобы дно тарелки было покрыто слоем в 2-3 мм, в середину кладу предмет и накрываю воронкой. Затем, медленно поднимая воронку, дую в её узкую трубочку, - образуется мыльный пузырь.

Опыт № 5. Меняются ли свойства мыльного пузыря на морозе?

Прежде чем проследить за свойствами мыльных пузырей на морозе, я провела следующий опыт: взяла охлажденный раствор, выдула шарик и осторожно опустила его на шерстяную варежку. Приподнимая руку, заставила шарик подниматься и опускаться. В результате мыльный пузырь не меняя формы, и не лопаясь, мягко опускался на руку и даже подпрыгивал. Потом я стала выдувать пузыри на улице. Было -8 С° градусов. При медленном охлаждении пузырь переохлаждается и замерзает. На поверхности шара возникли мелкие кристаллики, которые быстро разрослись и, наконец, слились в единую картину, похожую на морозный рисунок на окне.

Процесс надувания мыльных пузырей можно разнообразить.

Смастерить поделки!

Поучаствовать в конкурсе «Самый большой мыльный пузырь».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы мне удалось познакомиться с историй происхождения мыльного пузыря. Моя гипотеза о том, что используя проволочные каркасы разных геометрических форм, можно приготовить мыльные пузыри некруглой формы не подтвердилась. Оказалось, что используя различные формы для выдувания, пузыри получались только круглой формы. Это происходит из-за силы поверхностного натяжения.

Размеры и время жизни мыльных пузырей зависят от состава жидкости, в которую входит мыло или моющее средство. Но в дополнение к этим главным веществам нужно добавить еще несколько составляющих, главными из которых является вода, глицерин.

Вода для раствора должна быть мягкой или еще лучше кипяченой. Тяжелая вода из-за минерального содержания будет причиной хрупких пузырей, которые не будут долго жить.

Какое моющее средство применить? На собственном опыте убедились, что лучшее, что может быть это средство для мытья посуды и шампунь. Для пузырей долгожителей рекомендуется добавление в получившийся раствор глицерина. С помощью такого раствора я получила самые крупные и прочные мыльные пузыри, которые даже удавалось брать в руки.

Получение мыльного раствора для пускания мыльных пузырей в домашних условиях – вполне осуществимое и интересное занятие.

Выдувая мыльные пузыри действительно поднимается настроение, забываются все проблемы, а так же разрабатываются легкие. Все это благотворно влияет на здоровье.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1. Гегузин Я.Е. Пузыри. – М.: Наука, 1985

2. Детский журнал «Непоседа» № 9 , 2014

3. Толковый словарь Ожегов С.И. М., «Русский язык», 1986 г

4. http://www.den.lv/index.php?showtopic=22535 «Форум хорошего настроения»

Приложение 1

Школьникам были заданы следующие вопросы:

1. Нравится ли тебе пускать мыльные пузыри?

○ да

○ нет

2. Поднимают ли тебе настроение мыльные пузыри?

○ да

○ нет

3. Какой раствор ты используешь для выдувания мыльных пузырей?

○ покупаю

○ делаю сам

○ другое

4. Что ты чаще используешь для приготовления раствора мыльных пузырей?

○ шампунь

○ моющее средство

○ мыло

○ порошок

○ другое

5. Какой формы получался у тебя мыльный пузырь?

○ круглой

○ квадратной

○ овальной

○ цилиндрической

○ другие

Приложение 2

Исследовав четыре рецепта для приготовления растворов мыльных пузырей, получились следующие результаты:

Состав №1.

Состав №2.

Состав №3.

Состав №4.

Время жизни пузыря

57 с.

3с.

1мин.5с.

18с.

Максимальный размер

23 см.

0.7 см.

19 см.

13 см.

Из 10 получилось

10

3

9

8

Из них больших

6

0

2

5

Из них маленьких

4

3

7

3

infourok.ru

---

Смотрите также

• 
  Химические и физические свойства воды практическая работа
• 
  Свойства вод мирового океана 6 класс урок
• 
  Свойства и функции воды и минеральных веществ
• 
  Розовая вода свойства и применение в косметологии
• 
  Физико химические свойства нефти газа и воды
• 
  Теряет ли свойства мед в горячей воде
• 
  Вода как среда жизни обладает следующими свойствами
• 
  Как человек использует свойства воды 2 класс
• 
  О каких свойствах воды ты теперь знаешь
• 
  Прополис на воде лечебные свойства и противопоказания
• 
  Свойства воды в жидком состоянии 3 класс