МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №92
ГОРОДА ТЮМЕНИ
Исследовательский проект
«Тайны мыльных пузырей»
Выполнил: ученик 3 «а» класса
МАОУ СОШ №92
Агейкин Егор
Научный руководитель:
Чайка Наталья Ивановна
Тюмень, 2015
Содержание:
Введение 3
Глава 1. История появления мыльных пузырей 4
Глава 2. Научные тайны мыльных пузырей 6
Глава 3. Интересные факты о мыльных пузырях 10
Глава 4. Секреты приготовления растворов для мыльных пузырей 13
Глава 5. Экспериментальная часть 14
Заключение 19
Список литературы 20
Приложения 21
Введение
Каждый из нас, конечно же, пускал мыльные пузыри. Дело это очень нехитрое, доступное даже совсем маленьким детям. При этом процесс надувания мыльных пузырей, не только увлекательное занятие, но и очень полезное – способствующее развитию легких и даже речи у малышей. Баночку с мыльными пузырями, сейчас легко можно купить в магазине. Но очень часто она быстро заканчивается или еще хуже проливается, если пузыри выдувает маленький ребенок. К тому же раствор иногда имеет неприятный запах. И наверняка многие из вас, также как и я пытались приготовить мыльный раствор самостоятельно, бесконечно экспериментируя с шампунями, порошками и мылом. Но настоящих пузырей надуть не получалось. Оказывается, в таком простом мыльном деле, тоже есть немало своих хитростей. Безусловно, все зависит от состава раствора.
Мне стало интересно разобраться в тайнах мыльного пузыря и самому приготовить качественный раствор для мыльных пузырей (не хуже магазинного). А еще лучше, чтобы из такого раствора получались мыльные пузыри больших размеров, т.к. у меня есть набор приспособлений для этого.
Объект исследования: растворы для мыльных пузырей.
Предмет исследования: получение больших и прочных мыльных пузырей.
Цель исследования: изучение экспериментальным путем свойств растворов мыльных пузырей
Задачи:
Изучить теоретический материал по теме исследования;
Сформулировать ряд вопросов для раскрытия темы исследования и попытаться на них ответить;
Экспериментальным путем, определить какой состав раствора является самым подходящим для выдувания больших и прочных пузырей.
Гипотеза: предположим, что размеры и «время жизни» мыльного пузыря зависят от достаточного количества моющего средства в растворе.
Методы: Анализ литературы, наблюдение, эксперимент.
Глава 1. История появления мыльных пузырей
Существует легенда о том «Кто придумал пускать мыльные пузыри?»: 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 его 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!
Выдуванием мыльных пузырей занимались еще в древности. Например, при раскопках античных терм в Помпеях под слоями пепла, извергнутого Везувием, археологи обнаружили необычные фрески, которые изображали детей, играющих с мыльными пузырями.
Также в Китае найдены старинные папирусы, на них были изображены несколько людей, которые выдували мыльные пузыри из трубочек, сделанных из глины.
В ХIX веке люди приспособились делать мыльные пузыри более просто. После стирки мыльную воду использовали для игр детей.
В 1886 году Британская компания по производству мыла Pears Soap Company впервые стала производить жидкость для мыльных пузырей и для рекламы использовала знаменитую картину Джона Миллеса «Пузыри».
|
Джон Миллес (1829-1896) «Пузыри» |
Интересно, что эта реклама стала настолько популярна, что мальчик, изображенный на картине, до конца жизни носил прозвище "Bubbles", что в переводе означает "пузырьки". Со времени появления той рекламы популярность мыльных пузырей не ослабевала, а постоянно росла. Если в самом начале мыльные пузыри продавались только в магазинах этой фирмы, то вскоре их можно было купить почти за бесценок у любого уличного торговца. |
Компания «Chemtoy», которая ранее занималась продажей чистящих средств, в 40-х годах XX века начала выпуск жидкости, предназначенной для выдувания мыльных пузырей. Но настоящий бум на мыльные пузыри настал в 60-х годах ХХ века. Для хиппи – «детей цветов» –мыльные пузыри стали символом мира и гармонии.
На этом история мыльных пузырей не закончилась, в ХХI веке – веке технического прогресса надувание мыльных пузырей стало автоматическим, для этого были придуманы различные генераторные установки, позволяющие выпускать большое количество пузырей в минуту.
Глав 2. Научные тайны мыльных пузырей
Чтобы попытаться приоткрыть завесу тайны мыльных пузырей, мы сформулировали для себя следующие вопросы и попытались найти ответы на них, в том числе используя современные научные представления.
Что собой представляет мыльный пузырь?
Мыльный пузырь – тонкая многослойная пленка мыльной воды, наполненная воздухом, обычно в виде сферы с переливчатой поверхностью. Мыльные пузыри обычно существуют лишь несколько секунд и лопаются при прикосновении или самопроизвольно [7].
В переносном смысле «мыльными пузырями» принято называть привлекательные, но недолговечные идеи и проекты.
Пленка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключенного между двумя слоями молекул поверхностно-активных веществ (или сокращенно ПАВ), чаще всего мыла (см. рис.1). Особенность молекул ПАВ в том, что они состоят из двух частей. Одна часть которых является гидрофильной («любящей воду»), а другая гидрофобной («боящейся воды») (см. рис.2).
|
Рис.1 Строение мыльной пленки пузыря |
Рис. 2 Строение молекул ПАВ |
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 ее поверхностное натяжение.
От чего зависит прочность мыльных пузырей?
Пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение, которое делает поведение поверхности похожим на поведение эластичной пленки, например, резиновой. Однако, пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют какие-нибудь ПАВ, например, мыло. Мыла или ПАВ снижают поверхностное натяжение воды в 2-4 раза. Под действием движения воздуха шарообразная поверхность мыльного пузыря искажается, хотя его объем – сохраняется прежним. Искажение поверхности приводит к росту площади мыльной пленки, она в некоторых местах растягивается. Концентрация молекул ПАВ на поверхности пленки в местах растяжения снижается, а поверхностное натяжение – растет. Возникает движение раствора в пленке, стабилизирующее пузырь – обратная связь, увеличивающая устойчивость мыльного пузыря.
При этом состав раствора для пузырей подобран специально, чтобы пленка была более прочной и более упругой. Эта пленка на поверхности жидкости всегда туго натянута. Поэтому и явление называют поверхностным натяжением.