Visi žavisi burbulais, ypač muilo burbulais - jų tobula apvalia forma ir skirtingų spalvų rainelės paviršiumi. Jų spalva ir stiprumas, kuris juos formuoja “. Berniukai muilo burbulus vadino nuostabiu eksperimentiniu objektu ir atkreipė dėmesį, kad burbulą formuojančios jėgos yra visuose skysčiuose.
Šios pajėgos yra visur. Arbatos virimas negali išsiversti be jų, be jų negalima uždaryti dabartinio maišytuvo virtuvėje, jie prisimenami panardinant į vandenį. Apskritai, kiekvienas skystis turi šią galią.
Kas priverčia vandens lašus susilieti?
Įsivaizduokite, kad balioną užpildėte vandeniu. Kuo daugiau vandens įleisite į jį, tuo labiau guminis rutulio apvalkalas ištemps. Galų gale jis nustos ištemptas ir sprogs. Dabar įsivaizduokite lašą vandens. Vanduo kaupiasi pipetės gale augančio lašo pavidalu. Lašas tampa vis didesnis. Galiausiai jis pasiekia tam tikrą kritinį dydį ir nukeliauja nuo pipetės galiuko.
Berniukai uždavė sau klausimą: „Kodėl vanduo paprastai pipetės gale renkamas lašo pavidalu?“ Susidaro įspūdis, kad vanduo teka į mažą elastingą maišelį, tarsi balionas. Šis maišas išpilamas iš pipetės, kai jis pilnas vandens. Aplink lašą natūraliai nėra elastinio maišo. Bet kažkas turi išlaikyti klasikinės formos lašą. Turi būti kažkoks nematomas apvalkalas, kažkoks.
Paviršiaus įtempimas
Tai kažkas - vandens ir bet kokio kito skysčio savybė - yra vadinama paviršiaus įtempiu. Išgerkite vandens. Po jo paviršiumi esančios vandens molekulės yra sujungtos galingomis tarpmolekulinių sąveikų jėgomis. Paviršiniame sluoksnyje esančios molekulės daro patrauklią jėgą tik iš apatinių ir kaimyninių molekulių. Tai yra, paviršinio vandens molekulės traukia į vidų ir į šonus. Būtent ši jėgų sąveika sukuria plėvelės arba paviršiaus įtempimo poveikį vandens paviršiui.
Taigi paviršiaus įtempimas gali būti laikomas tam tikru vandens „apvalkalu“. Šis apvalkalas sukelia lašo pakabinimą maišytuvo gale. Kai lašas tampa per didelis, apvalkalas neatsistoja ir sulūžta. Berniukai pabrėžė, kad skirtingi skysčiai turi skirtingo stiprumo apvalkalus. Alkoholis turi mažesnį paviršiaus įtempimą, todėl sudaro mažesnius lašelius nei vanduo. Bet gyvsidabrio, kuris aplink grindis teka mažais rutuliais, kai termometras lūžta, paviršiaus įtempis yra šešis kartus didesnis nei vandens.
Kas neleidžia muilo burbului sprogti?
Paviršiaus įtempimas neleidžia muilo burbului sprogti. Kai jūs nuleidžiate rėmą į muilo tirpalą, o tada ištraukite jį iš ten, pamatysite ploną vaivorykštės plėvelę, dengiančią rėmo liumeną. Pūskite ant rėmo. Iš jo išsikiš burbulas. Muilo plėvelė ištempta kaip elastingas apvalkalas. Pūskite dar keletą. Muilo plėvelė užsidarys ore, o muilo burbulas leisis į savarankišką kelionę, perpildytą visomis vaivorykštės spalvomis.
Muilo burbulo apvalkalas turi elastingų savybių, todėl ore burbulo viduje yra slėgis, kaip ore futbolo kamuolio kameros viduje. Reikšmė burbulo slėgyje priklauso nuo burbulo sienos kreivumo. Kuo didesnis kreivumas ir kuo mažesnis burbulas, tuo didesnis slėgis. „Boyz“ eksperimentiškai įrodė, kad iš sprogusio muilo burbulo išsiveržęs oras gali užgesinti žvakės liepsną.
Bet kodėl tada yra burbulas apvalus?
Atsakymas slypi tame, kad paviršiaus įtempimo jėgos paprastai suteikia muilo burbului kompaktiškiausią formą. Labiausiai kompaktiška forma gamtoje yra rutulys (ir, pavyzdžiui, ne kubas). Dėl rutulio formos oras burbulo viduje tolygiai spaudžia visas jo vidinės sienos dalis (bent jau kol burbulas sprogs).
Tačiau tie patys berniukai pažymėjo, kad, veikiant išorinei jėgai, gali būti padarytas nesferinės formos burbulas. Jei tarp dviejų žiedų ištempiate muilo plėvelę ir patraukite ją iki tarpo, susidaro cilindrinis muilo burbulas. Kuo didesnis tokio cilindro formos burbulo dydis, tuo mažesnis jo stiprumas. Galų gale, tokio burbulo viduryje atsiranda susiaurėjimas ir jis yra padalintas į du paprastus apvalius burbulus.
