Bulles rondes
Nous admirons tous les bulles, en particulier les bulles de savon - leur forme parfaitement ronde et leur surface irisée de différentes couleurs. Le physicien anglais Boyes était tellement intrigué par les bulles qu'il a écrit un livre de 200 pages : Soap Bubbles. Leur couleur et les forces qui leur donnent forme." Boyes a décrit les bulles de savon comme un magnifique objet expérimental et a souligné que les forces qui façonnent la bulle sont présentes dans tous les liquides.
Ces forces sont omniprésentes. La préparation du thé ne peut pas se passer d'eux, sans eux, vous ne pouvez pas fermer le robinet actuel de la cuisine, ils se souviennent d'eux lors de la plongée dans l'eau. En général, chaque liquide a ce pouvoir.
Qu'est-ce qui fait que les gouttelettes d'eau se rassemblent?
Imaginez que vous remplissez un ballon d'eau. Plus vous y versez d'eau, plus la coque en caoutchouc de la balle s'étire. Finalement, il cessera de s'étirer et d'éclater. Imaginez maintenant une goutte d'eau. L'eau est recueillie au bout de la pipette sous la forme d'une goutte en croissance. La goutte devient de plus en plus grosse. Enfin, il atteint une certaine taille critique et se détache de la pointe de la pipette.
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Boyes s'est posé la question : « Pourquoi l'eau s'accumule-t-elle au bout de la pipette sous la forme d'une goutte ? L'impression est que l'eau coule dans un petit sac élastique, comme un ballon. Ce sachet se détache de la pipette lorsqu'elle est pleine d'eau. Naturellement, il n'y a pas de sac élastique autour de la goutte. Mais quelque chose doit garder la goutte dans sa forme classique. Il doit y avoir une sorte de coquille invisible, une sorte de quelque chose.
Tension superficielle
Ce quelque chose - une propriété de l'eau et de tout autre liquide - est appelé tension superficielle. Prenons de l'eau. Les molécules d'eau sous sa surface sont liées par de puissantes forces d'interaction intermoléculaire. Les molécules situées dans la couche de surface subissent la force d'attraction uniquement du côté des molécules sous-jacentes et voisines. C'est-à-dire que les molécules d'eau de surface sont attirées vers l'intérieur et vers l'extérieur. C'est cette interaction de forces qui crée un effet de film à la surface de l'eau, ou tension superficielle.
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Ainsi, la tension superficielle peut être considérée comme une sorte de "coquille" d'eau. Cette coquille fait pendre la goutte au bout du robinet. Lorsque la goutte devient trop grosse, la coquille se brise et se brise. Boyes a souligné que différents fluides ont des résistances de coque différentes. L'alcool a une tension superficielle plus faible et forme donc des gouttelettes plus petites que l'eau. Mais le mercure, qui coule sur le sol en petites boules lorsque le thermomètre se brise, a une tension superficielle six fois supérieure à celle de l'eau.
Qu'est-ce qui empêche la bulle de savon d'éclater ?
La tension superficielle empêche la bulle d'éclater. Lorsque vous plongez le cadre dans l'eau savonneuse et que vous le retirez de là, vous voyez un mince film arc-en-ciel qui recouvre l'espace du cadre. Soufflez sur le cadre. Une bulle commencera à en sortir. Le film de savon s'étire comme une coque élastique. Souffle un peu plus. Le film de savon se refermera dans l'air et la bulle de savon entreprendra un voyage indépendant, scintillant de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel.
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La coque d'une bulle de savon est élastique, donc l'air à l'intérieur de la bulle est sous pression, comme l'air à l'intérieur de la chambre d'un ballon de football. La valeur à l'intérieur de la pression de la bulle dépend de la courbure de la paroi de la bulle. Plus la courbure est grande et plus la bulle est petite, plus la pression est élevée. Boyes a prouvé expérimentalement que l'air s'échappant d'une bulle de savon qui éclate peut éteindre la flamme d'une bougie.
Mais pourquoi la bulle est-elle encore ronde ?
La réponse réside dans le fait que les forces de tension superficielle ont tendance à rendre la bulle de savon aussi compacte que possible. La forme la plus compacte dans la nature est une boule (pas un cube, par exemple). De forme sphérique, l'air à l'intérieur de la bulle appuie uniformément sur toutes les parties de sa paroi interne (au moins jusqu'à ce que la bulle éclate).
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Cependant, le même Boyes a remarqué qu'en appliquant une force externe, il est possible de faire une bulle de forme non sphérique. Si le film de savon est étiré entre les deux anneaux et tiré pour casser, une bulle de savon cylindrique se forme. Plus la taille d'une telle bulle cylindrique est grande, plus sa force est faible. Finalement, une constriction apparaît au milieu d'une telle bulle et elle se divise en deux bulles rondes régulières.
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Présentation ………………………………………………………………………………………………… .4
Partie principale …………………………………………………………………………….… ..6
1. Bulle de savon et sa structure. ………………………………………………………..…6
2. Durabilité des bulles de savon. Comment éclatent les bulles …………………………………………… .. ……………………………………………… ... 7
3. Arc-en-ciel d'une bulle de savon ………………………………………………………………… ... 7
4. Congélation des bulles ……………………………………………………………………………… ... 8
Partie expérimentale.
Faire des bulles de savon ……………………………………………………… .... 11
Recette de cuisine ……………………………………………………………… ..… .12
Conclusion ………………………………………………………………………………………… ...… 14
Bibliographie ………………………………………………………………… .... 15
Application
Introduction.
J'aime beaucoup faire des bulles. J'aime admirer leur forme ronde et leur surface irisée de différentes couleurs. J'ai soufflé des bulles avec des pailles et j'ai regardé les boules rondes arc-en-ciel voler.
J'ai toujours voulu avoir une bulle qui ne ressemble pas à une balle, de sorte que sa forme ressemble à la forme d'un cube ou à la tête d'un animal. Mais, malheureusement, mes bulles de savon n'étaient toujours que rondes.
Pourquoi les bulles de savon sont-elles rondes comme des boules ? Peut-être que si vous utilisez un fil de fer en forme de cube ou de triangle pour gonfler la bulle, vous obtenez une bulle d'une forme différente ? Considérez le problème de faire des bulles de savon rondes.
Donc,un objet marecherche: bulle.
Sujet d'étude: la forme et la composition des bulles de savon.
j'avance ce qui suithypothèse: en utilisant des cadres métalliques de différentes formes géométriques, vous pouvez préparer des bulles de savon non circulaires.
Objet de ma recherche : pour révéler les propriétés et la forme des bulles de savon. J'atteindrai cet objectif en résolvant le problèmeTâches:
recueillir des informations sur la préparation, les propriétés et la forme des bulles de savon ;
préparer une solution de bulles de savon à la maison;
faire des bulles de savon;
analyser les résultats théoriques et pratiques de l'obtention de bulles de savon, leurs propriétés et leur forme.
Étapes de recherche :
faire des fils de fer de différentes formes géométriques;
préparez une solution pour les bulles de savon et achetez une solution toute faite dans un magasin pour comparaison;
essayez de souffler des bulles géométriques de différentes formes;
collecter des informations sur la forme et les propriétés des bulles de savon (demander aux parents, lire un livre, le trouver sur Internet);
déterminer quelle solution à bulles est la meilleure ;
comparer les résultats théoriques et pratiques de la fabrication de bulles de savon ;
Méthodes et techniques : observation, expérimentation, analyse.
Pertinence appliquée mon travail de recherche réside dans le fait que les résultats de mes recherches peuvent être appliqués dans les leçons du monde environnant et dans les cercles de la direction scientifique. La beauté des bulles de savon suggère l'une des directions de leur utilisation : en décoration, événements festifs, célébrations diverses. Pour cette application, des machines spéciales ont été inventées pour générer un flux constant de bulles de savon ; ce flux est capté par de puissantset est mis en évidence avec multicolore.
Certains artistes utilisent des bulles de savon comme élément de base pour leurs performances ; dans ce cas, ils présentent d'énormes bulles - plus d'un mètre de diamètre.
Partie principale.
Bulle de savon et sa structure.
Je me suis tourné vers Internet pour obtenir des informations. Après avoir étudié le sujet qui m'intéressait, j'ai analysé les informations et découvert ce qui suit.
Bulle de savon- film multicouche mince eau remplie d'air sous la forme avec irisé ... Les bulles de savon ne durent généralement que quelques secondes et éclatent au toucher ou spontanément 5 .
L'enveloppe d'une bulle de savon est constituée d'une fine couche d'eau, qui détermine l'opacité de la bulle de savon et sa stabilité. Dans un verre, l'eau n'a qu'une surface libre et, par conséquent, une seule couche de molécules de savon peut s'y former. Un film libre a deux surfaces, ce qui signifie que deux couches de molécules de savon allongées peuvent se former dessus. C'est à partir d'un tel film d'eau, renforcé par des molécules de savon, que se compose une bulle de savon. 3 .
Sur la base de ce qui précède, je suis arrivé à la conclusion que pour souffler une bulle de savon, il est nécessaire de placer un cadre pour bulles dans un pot de solution de savon. À ce stade, un film savonneux se forme sur le cadre, composé d'eau et de savon. Il y a de l'air à l'intérieur de la bulle. On souffle sur le film dans le cadre, le film se referme en boule et l'air est à l'intérieur.Ainsi , une bulle de savon est composée d'eau, de savon et d'air.
Durabilité des bulles. Comment les bulles éclatent.
En observant des bulles régulières, j'ai remarqué qu'elles sont de courte durée et éclatent immédiatement. Mais les bulles vivent beaucoup plus longtemps. Ci-dessus, j'ai déjà souligné que le film d'une bulle de savon est constitué d'eau et de savon. Une fine bande d'eau est prise en sandwich entre deux couches de savon. En même temps, le film à bulles est très fin, plus fin que nos cheveux. Le savon retient l'eau plus longtemps. Tant que la bulle n'est pas mouillée, elle n'éclatera pas.
Une bulle existe parce que la surface de tout liquide (dans ce cas l'eau) a une certaine tension superficielle, ce qui fait que la surface se comporte comme quelque chose. .
Certains scientifiques ont conservé les bulles de savon de toutes les manières possibles, les stockant pendant plusieurs jours et même plusieurs mois, mais quelle que soit la durée de vie d'une bulle de savon, elle éclatera tôt ou tard.
Vous êtes-vous déjà demandé comment cela se produit ? Il nous semble qu'il s'agit d'une action instantanée. Il y a toujours une bulle de savon, mais elle vient de s'évaporer dans l'air. Mais saviez-vous que l'action est dirigée et non chaotique ? Les scientifiques ont calculé qu'il fait éclater une bulle de savon en un millième de seconde, donc pour voir ce miracle, ils avaient besoin d'un appareil photo capable de filmer jusqu'à 5000 images par seconde. Sur le film au ralenti, on a vu que dès que l'intégrité de la bulle de savon était brisée, sa coquille commençait progressivement à s'effondrer à partir de l'endroit endommagé et plus loin sur toute la circonférence. Pour confirmer leurs expériences, les scientifiques ont fourni des photos et des vidéos, où le processus d'éclatement d'une bulle de savon est clairement visible.
3. "Arc-en-ciel" d'une bulle de savon
Le film à bulles est composé de plusieurs couches. Lorsque la lumière traverse ces couches, elle change (réfracte), scintille. Nous voyons un phénomène similaire lorsque nous regardons un arc-en-ciel après la pluie.
FÉDÉRATION RUSSE
administration de la municipalité - district municipal de Chilovski de la région de Riazan
Établissement d'enseignement budgétaire municipal
"L'école secondaire Shilovskaya numéro 3"
Formation municipale - District municipal de Chilovski de la région de Riazan
Adresse légale : 391500 r. Village de Shilovo, st. Isaeva, 34 téléphone / fax 8 (49136) 21847,
e-mail: shilovo - l'école [email protégé] Yandex . ru INN/KPP 6225004968/622501001 OGRN 1026200850873
Conférence scientifique et pratique
Rubrique : le monde autour
Pourquoi les bulles de savon sont-elles rondes ?
Le travail a été réalisé par une élève de grade 1B : Kucherova Veronika
Conseiller scientifique : Geraskova N.A.
Shilovo, 2018
Bulle
Réellement, bulle
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Pourquoi les bulles de savon sont-elles toujours rondes ?
Bulle - l'un des divertissements préférés des enfants. Léger, aéré, doucement ramassé par un léger souffle de brise ... Et sûrement chaque enfant s'est posé au moins une fois de telles questions : "Pourquoi les bulles de savon sont-elles si parfaitement rondes ? Serez-vous capable de gonfler une bulle carrée si vous la gonflez à partir de un tube carré ?"
En effet, les bulles de savon - un excellent objet pour observer une variété de phénomènes physiques. La tension superficielle, la thermodynamique, l'optique ne sont que quelques-uns d'entre eux. Et pourtant, pourquoi les bulles de savon sont-elles rondes ?
La réponse est que la forme la plus compacte dans la nature est une boule, et les forces de tension superficielle ont tendance à rendre la bulle aussi compacte que possible. De forme sphérique, l'air à l'intérieur de la bulle appuie uniformément sur toutes les parties de sa paroi interne jusqu'à ce qu'elle éclate. Et c'est pourquoi, quelle que soit la forme du tube de soufflage, qu'il s'agisse d'un carré, d'un astérisque ou même d'un zigzag, nos bulles seront toujours rondes. Cependant, il existe aussi des exceptions. Le physicien anglais Boyes, étudiant les bulles de savon, a remarqué qu'en appliquant une force externe, on peut faire une bulle qui n'est pas sphérique. Si le film de savon est étiré entre les deux anneaux et tiré pour casser, une bulle de savon cylindrique se forme. Plus la taille d'une telle bulle cylindrique est grande, plus sa force est faible. Finalement, au milieu d'une telle bulle, un rétrécissement apparaît, un côté commence à entraîner l'autre et il se divise en deux bulles rondes ordinaires.
Le côté le plus attrayant bulles de savon , peut-être, sont les jeux de lumière à leur surface. Même lorsque vous gonflez une bulle, une couleur arc-en-ciel en direct unique devient perceptible, ce qui est difficile à ne pas admirer. Et d'où vient une telle beauté dans une boule de savon aussi simple ?
Marina Azanova
Activité commune : « Les bulles de savon sont-elles toujours rondes ?
Activité commune : « Les bulles de savon sont-elles toujours rondes ?
Intégration des espaces pédagogiques: AP "Connaissance", AP "Socialisation", AP "Communication".
Objectif pédagogique: Formation de compétences pour la conduite d'expériences.
But des enfants: Révélez la forme des bulles de savon.
Tâches:
Éducatif: Apprendre aux enfants à faire des "recherches"
Développement: Développer chez les enfants la capacité d'analyser les informations reçues et de tirer des conclusions éclairées.
Éducatif:Éduquer à collaborer en mini-groupes.
Éducateur: Bonjour, je suis heureux de vous voir dans notre laboratoire. Avec nous dans le laboratoire, il y a des spécialistes qui, si nécessaire, peuvent apporter leur aide.
N.-É. je vais te donner un jouet
Pas une machine à écrire, pas un clap.
Juste un tube. Et à l'intérieur
Des bulles se cachaient.
Nous sommes une spatule avec une "fenêtre"
Trempons un peu dans la solution.
Soufflons un, et deux, et trois,
Les bulles s'envoleront.
Vous vous souvenez du jeu Bubble ? Levez-vous pour jouer. C'est la taille de notre bulle.
Et le « gonfleur » le plus réussi a fait exploser publiquement une bulle de 4,5 m. (Diapositive)
Une bulle de savon est une fine pellicule d'eau savonneuse qui forme une boule à la surface irisée.
Éducateur: J'aime beaucoup faire des bulles. J'aime admirer leur forme ronde et leur surface irisée de différentes couleurs. J'ai toujours voulu avoir une bulle qui ne ressemble pas à une balle, de sorte que sa forme ressemble à la forme d'un cube ou à la tête d'un animal. Mais, malheureusement, mes bulles de savon n'étaient toujours que rondes.
Les enfants, avez-vous fait des bulles ?
Réponses des enfants :(Oui)
Éducateur: De quelle forme ont-ils été soufflés hors de vous ?
Les réponses des enfants: (tour).
Éducateur: Pourquoi les bulles de savon sont-elles rondes comme des boules ?
Réponses des enfants :)
Éducateur: Et avec quoi as-tu fait des bulles ?
Réponses des enfants :)
Éducateur: Que pensez-vous, si vous utilisez un fil de fer en forme de carré ou de triangle, ou d'autres dispositifs pour gonfler la bulle, vous pouvez obtenir une bulle de forme différente ?
Réponses des enfants :)
Éducateur (résume les réponses des enfants) Nous avons suggéré qu'en utilisant des cadres métalliques de différentes formes géométriques ou d'autres dispositifs, vous puissiez souffler des bulles de savon non circulaires.
Quel est le but de notre recherche?
Réponses des enfants : Le but de notre recherche : identifier la forme des bulles de savon.
Éducateur: Qu'allons-nous faire pour cela?
Réponses des enfants :)
Éducateur (résume les réponses des enfants): Étapes de recherche :
Essayez de souffler des bulles de différentes formes géométriques ;
Recueillez des informations sur la forme des bulles de savon (demandez à un adulte, regardez dans un livre, trouvez-le sur Internet) ;
Comparer les résultats théoriques et pratiques de la fabrication de bulles de savon ;
Rassemblez-vous en groupes de mêmes images sur badges, choisissez un animateur de votre groupe et prenez place dans le laboratoire. Les résultats des expériences seront notés dans le tableau.
Trempez la boucle dans le mélange. Que voit-on quand on sort la boucle ? Nous soufflons lentement dans la boucle.
Éducateur: Ce qui se passe?
Réponses des enfants :(On souffle de l'air dans la boucle et on obtient une bulle en forme de boule.)
2 expérience. Bulle de savon dans un plateau rectangulaire.
Versez la solution savonneuse dans le plateau de manière à couvrir le fond, placez un objet au milieu et couvrez avec un entonnoir. Ensuite, en soulevant lentement l'entonnoir, soufflez dans son tube étroit - une bulle de savon se formera; lorsque cette bulle atteint une taille suffisante, inclinez l'entonnoir sur le côté, libérant une bulle en dessous.
Éducateur: Quelle est la forme de la bulle ?
Réponses des enfants :(il s'est avéré qu'une bulle - une demi-boule)
Expérience 3. bulle à partir d'une bouteille plate.
Versez 1 litre d'eau dans une tasse. Trempez un morceau de la bouteille dans l'eau savonneuse pour former un film savonneux. Abaissez ensuite la bouteille avec une coupe différente dans l'eau.
Éducateur: Quelle est la forme de la bulle ?
Réponses des enfants :(il s'est avéré être une bulle ronde)
Éducateur: Les groupes se rendent au stand et remplissent le tableau, les chefs de groupe nous informent des résultats.
Les enfants rapportent leurs découvertes.
Sortir:Ainsi, notre hypothèse selon laquelle l'utilisation de cadres métalliques de différentes formes géométriques et d'autres dispositifs peut être utilisée pour préparer des bulles de savon non circulaires n'a pas été confirmée.
Éducateur: Peut-être pouvons-nous trouver des informations sur des bulles de formes différentes dans d'autres sources (recherche d'informations par sous-groupes).
Éducateur: Je propose de résumer les informations reçues (messages d'enfants). Sortir: Les résultats pratiques et théoriques de nos recherches ont montré que les bulles de savon ne peuvent être que rondes.
Réflexion:
Éducateur: Qu'avons-nous appris en classe aujourd'hui?
Réponses des enfants : nous avons appris que les bulles de savon ne peuvent être que rondes.
Éducateur:Était-ce intéressant pour vous de faire des expériences ?
Les réponses des enfants: (.)
Éducateur: Toutes les bulles que vous avez soufflées ont déjà éclaté, mais aimeriez-vous les garder en souvenir ?
Réponses des enfants : (.)
Éducateur: Je propose de les dessiner. Dessin avec des bulles de savon.
Trempez une paille dans le mélange et soufflez jusqu'à ce que des bulles de savon se forment. Prenez un morceau de papier et touchez doucement les bulles avec, comme si vous les transfériez sur le papier. Les impressions sont incroyables. Prenez-les et montrez-les à votre famille et à vos amis.
La raison en est les forces de tension superficielle du liquide. Ils apparaissent entre les particules d'eau. Les particules d'eau ou d'autres liquides, attirées les unes par les autres, ont tendance à se rapprocher. Chaque particule à la surface est attirée par le reste des particules à l'intérieur du liquide, et donc se précipitent les unes vers les autres (voir Fig. 3).
C'est grâce à la tension superficielle que la forme sphérique de la bulle est obtenue. Cette forme peut être considérablement déformée par les courants d'air et le processus même de gonflage de la bulle. Cependant, si l'on laisse la bulle flotter librement dans l'air, sa forme deviendra très vite proche de la sphérique.
Lorsque la lumière traverse le film mince de la bulle, une partie est réfléchie par la surface externe, tandis que l'autre partie pénètre dans le film et est réfléchie par la surface interne (voir Fig. 4). La couleur observée dans le reflet est déterminée par l'interférence des deux reflets.
Finalement, la paroi de la bulle devient plus fine que la longueur d'onde de la lumière visible, toutes les ondes réfléchies de la lumière visible s'additionnent en antiphase et nous ne voyons plus du tout le reflet (sur un fond sombre, cette partie de la bulle ressemble à un "noir endroit"). Lorsque cela se produit, la paroi de la bulle de savon a une épaisseur inférieure à 25 nanomètres et la bulle est susceptible d'éclater bientôt.
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Combien de temps durent les bulles de savon ?
Autrefois, la « vie » d'une bulle de savon était éphémère. Cependant, cette idée a été réfutée par l'inventeur anglais James Dewar. Il a mené une expérience et a essayé de conserver les bulles dans des récipients scellés spéciaux, les protégeant de manière fiable des influences extérieures. Il s'est avéré que les bulles de savon peuvent durer un mois ou même plus.
L'un des professeurs de physique de l'État américain de l'Indiana, une bulle de savon placée dans un bocal en verre, "a vécu" jusqu'à 340 jours. Il existe des informations selon lesquelles les ballons de savon sont stockés sous un couvercle en verre pendant de nombreuses années.
Comment éclatent les bulles ?
Certains scientifiques ont conservé les bulles de savon de toutes les manières possibles, les stockant pendant plusieurs jours et même plusieurs mois, mais quelle que soit la durée de vie d'une bulle de savon, elle éclatera tôt ou tard. Vous êtes-vous déjà demandé comment cela se produit ? Initialement, le bas de la vessie s'épaissira et le centre supérieur s'éclaircira. Cela se voit clairement dans les écoulements de liquide, qui modifient la couleur mouchetée de la bulle. À un moment donné, la bulle éclatera. Il nous semble qu'il s'agit d'une action instantanée, mais en fait nous ne voyons que l'étape finale - la bulle se transforme en une collection de gouttes situées le long du périmètre. En règle générale, le foyer de la destruction, la destruction apparaît dans la partie supérieure et la plus mince du film.
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