Исследовательская работа на тему: "Тайны мыльных пузырей"

Исследовательская работа на тему: «Тайна мыльных пузырей»

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.

Как вы думаете, что это?

Летящие по воздуху переливающиеся всеми цветами радуги прозрачные шары. Что это? Ну, конечно, каждый знает ответ – мыльные пузыри.

Актуальность данной темы.

Мыльные пузыри популярны во всем мире. Эта забава известная с давних времен и привлекает детей и взрослых и сейчас.

Однако они являются не только детской забавой, но и объектом для размышлений философов о смысле жизни. Тайны мыльных пузырей всегда интересовали серьёзных учёных.

Одним из самых фундаментальных трудов по теме мыльных пузырей является книга известного английского учёного Чарльза Бойса «Мыльные пузыри», составленная более чем сто лет тому назад. Это не только забавная книжка для детей, но и настольное пособие для физиков.

А 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 мы попытались изучить это удивительное природное творение.

Нас заинтересовало, а что же такое «мыльные пузыри», и кто их придумал, можно ли сделать раствор в домашних условиях и какие опыты можно провести с мыльными пузырями. Поэтому свою работу мы так и назвали «Тайна мыльных пузырей».

Цель нашей работы - провести исследования рецептов мыльных пузырей, выявить наиболее эффективные из них, проделав несколько опытов, узнать какими свойствами обладают мыльные пузыри.

Гипотеза: мы предполагаем, что раствор для мыльных пузырей, приготовленный в домашних условиях, ничуть не уступает покупным. Размеры и время жизни мыльных пузырей зависят от состава жидкости.

Исходя из цели, были определены следующие задачи:

• Изучить источники информации по данной теме

• Изучить рецепты приготовления мыльных пузырей и выяснить, с помощью каких растворов получаются наиболее крупные и прочные мыльные пузыри.

• Провести опыты по выдуванию мыльных пузырей.

• Сделать выводы по итогам проведённой работы.

Практическая значимость работы определяется возможностью использовать полученные знания для организации увлекательного досуга и будет интересна всем, кто любит различные тайны.

Объект исследования: мыльные пузыри.

Предмет исследования: состав и свойства мыльных пузырей.

Методы исследования:

анализ научной литературы по данной теме;

наблюдение,

проведение экспериментов,

сравнение и обобщение результатов.

Практическая значимость работы определяется возможностью использовать полученные знания для организации увлекательного досуга и будет интересна всем, кто любит различные тайны.

Что такое мыльный пузырь?

«Толковом словаре русского языка» Ожегова Сергея Ивановича  есть такое определение: наполненный воздухом прозрачный шарик в жидкости, жидкой массе.

Из литературных источников мы узнали, 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.

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.

История возникновения мыльных пузырей.

Когда же были придуманы пузыри? Когда и где точно появились мыльные пузыри и по сей день остаётся загадкой.  Их происхождение уходит своими корнями на несколько тысяч лет назад.

Доказательством этого стали найденные в Помпеях при раскопках фрески. На этих фресках были нарисованные дети, которые играют именно с мыльными пузырями.

Археологи нашли в Китае папирусы, очень старинные, на которых также были изображены люди, что надували пузыри с помощью глиняных тоненьких трубочек.

Художники эпохи 17 века писали картины о пастухах, играющих с мыльными пузырями.

Известно, что люди в 19 веке не выливали мыльную воду после стирки, они использовали эту воду как сырье для приготовления пузырей. 

В 1886 году существовала компания, которая занималась варкой мыла. Так вот, в этой «Пирс Соап Компани» впервые изготовили мыльные пузыри на продажу. Джон Миллес написал картину «Пузыри». Эта картина стала рекламой для мыльных пузырей. Сначала мыльные пузыри  можно было купить только в магазинах, а спустя некоторое время их продавали многие уличные торговцы.

Владельцы мыльной компании были удивлены высокой популярностью такого товара.

В 40-х годах ХХ века компания «Чемтой», которая производила чистящие средства тоже начала выпускать на продажу мыльную жидкость.

В 60-х годах было такое направление «хиппи» так вот, хиппи выбрали символом мира мыльные пузыри. Это послужило причиной появления "бума" на мыльные пузыри.

На этом история мыльных пузырей не закончилась, в 21 веке – веке технического прогресса надувание мыльных пузырей стало автоматическим, для этого были придуманы различные генераторные установки, позволяющие выпускать большое количество пузырей в минуту.

Интересные факты о мыльных пузырях

Почему мыльный пузырь круглый? 

Причина этому – силы поверхностного натяжения жидкости. Силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю максимально компактную форму. Самая компактная форма в природе – это шар.

А вы знаете, как долго «живут» мыльные пузыри?

Существует мнение, что «жизнь» мыльного пузыря быстротечна. Однако это представление развеял изобретатель англичанин Джеймс Дьюари. Он провел эксперимент и попробовал законсервировать пузыри в особых герметичных ёмкостях, надежно защитив их от внешних воздействий. Оказалось, что мыльные пузыри могут сохраняться по месяцу и даже более.

У одного из преподавателей физики в американском штате Индиана мыльный пузырь, помещенный в стеклянную банку, «прожил» целых 340 дней. Ученики превзошли учителя - их пузыри хранились под колпаком по многу лет.

А вы задумывались, как и почему «взрываются» мыльные пузыри?

Над этим вопросом не раз задумывался каждый человек. Ученые подсчитали, что мыльный пузырь лопается за одну тысячную долю секунды. А лопаются они, потому что вода либо испаряется под воздействием воздуха, либо стекает вся в нижнюю часть пузыря, нарушая соединение молекул и натяжение. Этот момент невозможно увидеть обычным человеческим глазом. Для того, чтобы увидеть, как мыльный пузырь лопается необходима камера, которая способна снимать 5000 кадров в секунду.

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.

А вы знали, что мыльные пузыри можно заморозить?

Эксперименты ученых показали, что пузыри замерзают при температуре около -7 градусов по Цельсию. Пленка при этом сохраняет пластические свойства, и при падении на землю пузырь не разбивается на множество осколков, как стеклянный елочный шарик, а на пузыре образуются видимые невооруженным глазом вмятины. При сильном же ударе он распадается на скрученные в трубочки формы.

Как вы думаете, какого размера был самый большой мыльный пузырь?

Самый большой пузырь нашего времени надул Канадский мастер мыльных пузырей Фан Янг в сентябре 2012 года установил новый рекорд на самый большой мыльный пузырь в мире, который вместил в себя 181 человека. Гигантский пузырь достиг 50-ти метров в длину и 4-ех метров в высоту.

Рецепты производства раствора для мыльных пузырей.

Нам стало интересно, из чего же можно приготовить самые прочные и красивые мыльные пузыри? Чтобы ответить на этот вопрос мы решили изучить рецепты растворов для приготовления мыльных пузырей.

В сети ИНТЕРНЕТ мы нашли множество рецептов приготовления раствора для мыльных пузырей.

Там же мы узнали секреты производства мыльных пузырей:

• 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.

• лучше выдувать пузыри в прохладном месте.

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

Эти сведения пригодились нам для проведения собственных экспериментов и наблюдений.

Мы решили исследовать несколько составов, сравнить их с магазинным и выбрать лучший.

Для данного эксперимента понадобились следующие вещества:

• дистиллированная вода;

• жидкость для мытья посуды;

• детское жидкое мыло;

• глицерин;

• сахар;

• трубочка для выдувания.

Мы использовали четыре рецепта приготовления раствора для мыльных пузырей.

Рецепт №1: 150 г воды, 50 г жидкого моющего средства для посуды

Рецепт №2: 150 г воды, 50 г жидкого моющего средства для посуды, 2 чайной ложки сахара.

Рецепт №3:150 г воды, 50 г жидкого моющего средства для посуды, 25 г глицерина.

Рецепт №4: 100 г воды, 50 г «Детского жидкого мыла»

Пятый раствор был магазинный.

Из всех растворов в одинаковых условиях через трубочку мы выдували пузыри.

Из первого раствора пузыри получились небольшие и быстро лопались.

Из второго раствора с добавлением сахара пузыри получились такие же мелкие, но цветные.

Из четвертого раствора пузыри вообще не надувались.

А вот из третьего раствора с глицерином и покупного пузыри получались крупные и дольше не лопались.

Свои результаты мы поместили в таблицу и сделали вывод.

Вывод: основу всех рецептов для раствора составляют вода и моющее вещество. Самое главное, «секретное» вещество, которое придает пузырям прочность – это глицерин.

Раствор для мыльных пузырей, приготовленный в домашних условиях, ничуть не уступает магазинным.

Эксперименты с мыльными пузырями.

Для исследования свойств мыльных пузырей мы провели следующие опыты. 

Опыт №1

Обмакнув форму для выдувания мыльных пузырей в мыльном растворе и попробовав слегка подуть на мыльный пузырь, оставить его в покое, мыльная пленка втягивается и возвращается в исходное положение. 

Вывод: мыльная плёнка обладает эластичностью.

Опыт №2. Для проведения опыта «Мыльные пузыри разной формы» мы сделали из проволоки разные рамки разной формы, такие, как: «Треугольник», «Ромб»,  «Квадрат», «Овал», «Звездочка».

Вывод:  Получить мыльный пузырь некруглой формы нам не удалось. Даже используя эти рамки, мыльные пузыри выдуваются только  круглой формы.

Опыт №3. Мы взяли трубочки разного диаметра и попробовали выдуть мыльные пузыри. 

Вывод: на размер пузыря влияет диаметр трубочки. Чем больше диаметр, тем крупнее получается пузырь; но чем больше пузырь, тем время его жизни меньше.

Выводы:

Таким образом, наша гипотеза о том, раствор для мыльных пузырей, приготовленный в домашних условиях, ничуть не уступает покупным, подтвердилась.

Кроме того мы доказали, что размеры и время жизни мыльных пузырей зависят от состава жидкости.

Мы узнали о таком свойстве мыльных пузырей как эластичность.

Доказали, что мыльные пузыри могут иметь только форму шара .

Что на размер мыльного пузыря влияет размер отверстия, с помощью которого он выдувается.