Презентація до дослідження "Мильна бульбашка і поверхневий натяг"

Мильна бульбашка і поверхневий натяг Наукове дослідження:

Актуальність обраної теми: Мильні бульбашки є розвагою для дітей. Але не лише цю функцію вони мають. Чимало вчених не змогли залишитися осторонь від дитячої розваги – утворення мильних бульбашок. Так, наприклад, англійський фізик Вільям Томсон у своїх лекціях часто говорив про те, що видуваючи мильну кулю і спостерігаючи за нею, можна зробити дуже багато цікавих відкриттів. Мильні бульбашки є відмінним об’єктом для спостереження різних фізичних явищ. Поверхневий натяг, термодинаміка, оптика – тільки деякі з них. І все це легко розуміється і доступно для спостереження.

Об’єкт процес утворення мильної бульбашки мильна бульбашка, поверхневий натяг рідини, способи отримання мильних бульбашок аналізувати наукову літературу з історії виникнення мильних бульбашок, цікаві факти, що пов’язані з ними, а також розглянути фізичні явища, які можливо спостерігати за допомогою мильних бульбашок Предмет Мета Завдання систематизація матеріалу про історію виникнення мильних бульбашок та способи їх утворення використовуючи фізичні явища поверхневого натягу рідини; аналіз теоретичного матеріалу щодо вивчення явища поверхневого натягу

Наукова новизна: полягає в тому, що нами зроблена спроба систематизувати існуючі матеріали про історію виникнення мильних бульбашок Практичне значення: Ця робота може бути використана для більш поглибленого вивчення фізичних явищ поверхневого натягу за допомогою мильних бульбашок

МИЛЬНІ БУЛЬБАШКИ У першому розділі нашої роботи розглянуто історію виникнення мильних бульбашок, цікаві факти про мильні бульбашки,виготовлення мильних бульбашок у домашніх умовах. У цілій низці праць учених розкриваються питання дослідження поверхневого натягу рідини. Аналіз праць французького біофізика П’єра Леконта дю Нуї та німецького фізика Людвіг Фердінанд Вільгельмі дозволив ознайомитися з методами визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідин. До цікавих фактів про мильні бульбашки відносять наступне: заморожена мильна бульбашка плівка мильної бульбашки мильна бульбашка не обов’язково має кулясту форму родич мильної бульбашки чому мильні бульбашки мають райдужне забарвлення? товщина плівки мильної бульбашки чому бульбашки круглі

Мильні бульбашки у домашніх умовах МБ з гліцерином МБ з дитячого шампуню МБ з господарського мила МБ без гліцерину МБ з кукурудзяним сиропом МБ з прального порошку Скорочення: МБ – мильна бульбашка

Назва інгредієнта Характеристика Вода Потрібно використовувати дистильовану воду, куплену в аптеці, або з водопроводу, але прокип’ячену. Мило Краще використовувати продукт з мінімумом ароматизаторів і добавок. Підійде господарське мило. Рідина для миття посуду Її дуже легко розчинити у воді порівняно з милом. Дитячий шампунь Завдяки м’якому складу підійде для застосування в іграх самих маленьких діток. Піна для ванн З її допомогою можна робити рідину для видування з різними насиченими, яскравими запахами. Гліцерин Він відповідає за те, щоб розчин для мильних бульбашок виробляв міцні та великі кулі. Нашатирний спирт, цукор Використовуються в деяких рецептах для додання бульбашкам міцності. Харчові барвники Можна, розділивши розчин на частини, зробити рідину для мильних бульбашок різноманітної кольорової гами. Склад мильних бульбашок

Дослід 1. Бульбашки навколо предметів Дослід 2. Бульбашки на підставці Дослід 3. Снігові квіти Досліди з надування мильних бульбашок Слід зазначити ще, що звичайні уявлення про недовговічність мильних бульбашок не цілком правильні: при належному поводженні вдається зберегти мильну бульбашку протягом цілих декад. Шотландський фізик Джеймс Дьюар (прославився своїми роботами по зрідженню повітря) зберігав мильні бульбашки в особливих пляшках, добре захищених від пилу, висихання і струсу повітря; при таких умовах йому вдалося зберегти деякі бульбашки місяць і більше.

Всередині рідини молекулу з усіх боків симетрично оточують такі ж самі молекули і дія їх компенсується. У молекули, яка знаходиться на поверхні рідини, оточення не симетричне – переважають дії молекул нижчих шарів (рідини). Взаємодія молекули рідини з молекулами повітря і пари над рідиною настільки мала, що нею можна знехтувати. Отже, усі молекули рідини, які містяться в поверхневому шарі, товщина якого дорівнює радіусу сфери молекулярної взаємодії (R=10–7 см), перебувають під дією певних результуючих сил молекулярних взаємодій, напрямлених всередину рідини. Чим вища молекула в поверхневому шарі, тим більша результуюча сила діє на неї. Ці сили створюють поверхневий молекулярний тиск на рідину. Явище поверхневого натягу Коефіцієнт поверхневого натягу дорівнює відношенню сили поверхневого натягу F, яка діє на межу поверхневого шару довжиною l, до цієї довжини:

Коефіцієнт поверхневого натягу речовини σ (при температурі 293 К (20 єС))

Основні методи визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини Метод відриву петлі Метод відриву крапель

Вдосконалення дослідження явища поверхневого натягу Загальний вигляд установки (новітнє обладнання «PHYWE») для визначення поверхневого натягу Графік залежності сили поверхневого натягу від часу

Висновки: У ході дослідження ми з’ясували що собою являє мильна бульбашка, які її фізичні властивості, зрозуміли природу сили поверхневого натягу. Проаналізували теоретичні знання про можливість створення мильних бульбашок у домашніх умовах. Також у цьому дослідженні ознайомилися зі списком складових, які можуть знадобитися при приготуванні розчину для видування сфер. Мильна бульбашка – тонка багатошарова плівка мильної води, наповнена повітрям, зазвичай у вигляді сфери з переливчастою поверхнею. Мильні бульбашки зазвичай існують лише кілька секунд і лопаються при дотику або мимовільно. Мильна бульбашка – не просто цікава забава з мильної води, а й завжди відчинені ворота до пізнання фізики! Розглянули поняття поверхневого натягу. Оскільки положенню рівноваги відповідає мінімум потенціальної енергії, то рідина прагне скоротити площу поверхневої плівки і приймає форму кулі, коли на неї не діють ніякі сили. Сили, які зумовлюють таке скорочення поверхневої плівки рідини, називаються силами поверхневого натягу.

Сила поверхневого натягу рідини пропорційна довжині лінії, яка обмежує поверхню. Відзначимо, що існує декілька методів визначення поверхневого натягу. Найбільш розповсюдженим є методи відриву крапель та відриву дротяної петлі від поверхні рідини. В умовах постійного розвитку науки підвищилася роль та важливість експериментального вивчення фізики в середніх закладах освіти. Задля зменшення похибок вимірювань та покращення експерименту фізичні кабінети почали оновлювати, впроваджуючи, зокрема, і обладнання німецького виробника «PHYWE», який вже чимало років є одним із головним постачальників новітнього фізичного обладнання. Одним з прикладів застосування новітнього обладнання «PHYWE» при викладенні фізики є виконання лабораторної роботи «Вимірювання поверхневого натягу методом відриву з використанням системи «Кобра 3».