Секреты мыльных пузырей

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Метелева К.А. 1Салова П.П. 1

---

1МАОУ СОШ № 1

Чепкасова Е.В. 1

---

1МАОУ СОШ № 1

Работа в формате PDF

1.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Знали ли вы, что надувание мыльных пузырей уже давно превратилось в настоящее искусство? Например, англичанин Сэм Хит в течение 20 лет занимается этим делом и был даже занесен в книгу рекордов Гиннеса. Он создал мыльный пузырь в высоту 1,5 метра и ширину 3,3 метра, в который поместилось 50 человек.

Как отмечают эксперты рынка детских товаров, мыльные пузыри - это самая популярная игрушка в мире. Ежегодно в продажу поступает больше 200 млн. флакончиков с загадочной жидкостью.

Маленькую баночку с мыльными пузырями, сейчас легко можно купить в магазине. Однако она быстро заканчивается, а еще зачастую в них бывает не слишком хороший состав, и ожидаемый фейерверк мыльных пузырей, ограничивается лишь десятком маленьких пузыриков. А это значит, что каждый из нас, ни раз, задумывался о том, как сделать раствор для мыльных пузырей самостоятельно. А еще лучше, чтобы из такого раствора получались мыльные пузыри больших размеров.

Цель: создать мыльные пузыри в домашних условиях и провести исследования рецептов мыльных пузырей, выявив наиболее эффективный.

Задачи:

Рассмотреть историю появления мыльных пузырей.

Рассмотреть физические законы и процессы, лежащие в основе существования мыльного пузыря.

Изготовить несколько составов мыльных пузырей.

Провести сравнительную характеристику полученных составов.

Представить результаты одноклассникам.

Гипотеза: если мыльные пузыри получаются из мыльного раствора, то чем больше мыльных веществ входит в состав рецепта, тем более качественные мыльные пузыри будут получаться.

Объект исследования: растворы для мыльных пузырей

Предмет исследования: свойства мыльных пузырей, полученных из разных растворов.

Методы исследования:

Анализ научной литературы по данному исследованию.

Наблюдение за мыльными пузырями из различных растворов.

Эксперимент.

Глава 1. Что такое мыльный пузырь?

1.1 История мыльных пузырей

Принято думать, что впервые мыльные пузыри были созданы несколько тысяч лет назад. При раскопках города Помпеи были найдены фрески с изображением детей, выдувающих пузыри. Некоторые древние китайские папирусы изображают людей, выдувающих прозрачные шары через глиняные палочки.

На сегодняшний день существует несколько версий создания мыльных пузырей.

Некоторые историки придерживаются мнения, что мыло изобрели римляне. Древние племена перед проведением торжественных обрядов смазывали себя жиром и посыпали пеплом. В скором времени они заметили, что при контакте с водой смесь начинала пузыриться. Постепенно были замечены и другие свойства, такие как смывание грязи, благотворное влияние на кожу и волосы. Со временем, после серии экспериментов, получилось мыло. А затем появились мыльные пузыри.

Так же существует красивая легенда о появлении мыльных пузырей: В древности король одной из стран отдал приказ всем тщательно вымыться. Никто не смел ослушаться, все жители приняли намыливаться мылом, терли друг другу спины и лишь один трубочист не захотел мыть шею. Он вообще никогда этого не делал и не собирался впредь. Его посадили в камеру, где он занимался раскуриванием любимой трубки. Однажды за ним пришли стражники и посадили в камеру, где было мыло, ванна и полотенце. Норовистый трубочист услышал, что если он не помоется, то его казнят. Но все равно стоял на своем. Тогда ему предложили выкурить последнюю в жизни трубку. В этом удовольствии он не мог себе отказать. И представьте изумление трубочиста, когда вместо дыма из трубки возник мыльный пузырь. Вылетев в окно, он засиял на солнце. Увидевшие это чудо люди были изумлены. К окну тюремной камеры сбегалось все больше людей. В камеру привели местного профессора, и он отметил, что в трубку попала мыльная вода, отсюда и мыльные пузыри. Все пришли в такой восторг, что уже и не думали о казни. Напротив, с тех пор трубочист стал знаменитым и почетным гражданином королевства. За покупку можно было рассчитываться мыльными пузырями, они стали определенной ценностью. И никто так и не заставил трубочиста помыть шею. Вот такая существует веселая легенда появления первого в мире мыльного пузыря [6].

В течение длительного времени мыльные пузыри выдували из мыльного раствора, остававшегося после стирки. Только в конце 19 века компания Pears Soap Company начала изготавливать специальный мыльный раствор для пузырей. Сначала инновационный продукт можно было купить только в фирменных магазинах, но уже в начале 19 века флакончики с раствором для мыльных пузырей продавались повсеместно и очень дешево. Товар пользовался очень большим спросом.

Первоначально для выдувания радужных шаров использовались соломинка и мыльная вода. Но в скором времени был создан агрегат, который в считанные секунды рождал сотни прозрачных шаров. Эти приспособления раскупались в театры, киностудии, аниматорские компании.

1.2 Физика мыльных пузырей

Мыльный пузырь - тонкая многослойная плёнка мыльной воды, наполненная воздухом, обычно в виде сферы с переливчатой поверхностью [3]. Мыльные пузыри обычно существуют лишь несколько секунд и лопаются при прикосновении или самопроизвольно.

В мыльном пузыре присутствуют 3 важных физических закона:

Диффузия - это явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.

Закон Паскаля - давление, производимое на жидкость или газ, передаётся в любую точку без изменения во всех направлениях.

Закон Архимеда - тела, которые тяжелее жидкости, будучи опущены в неё, погружаются всё глубже, пока не достигают дна, и, пребывая в жидкости, теряют в своём весе столько, сколько весит жидкость, взятая в объёме тел.

Так же необходимы для опытов:

Вещества, уменьшающие поверхностное натяжение воды, например, жидкое мыло или детский шампунь.

Вещества, уплотняющие воду. Наиболее часто используется глицерин (который можно купить в аптеке). Также можно использовать сахар, который лучше растворять в тёплой воде. Однако плотность воды может стать слишком большой, поэтому важно соблюдать умеренность.

Дистиллированная вода. Вода из-под крана содержит ионы кальция, которые связывают мыло. При использовании дистиллированной воды влияние данного эффекта на качество мыльного пузыря значительно ниже [2].

В мыльном пузыре присутствует тёплый воздух и поэтому мыльный пузырь летает, ведь тёплый воздух легче воздуха. По закону Паскаля можно утверждать, что воздух, внутри мыльного пузыря, будет передаваться во всех направлениях и поэтому пузырь имеет форму шара. Для того чтобы выдуть мыльный пузырь необходим хороший мыльный раствор. Мы надуваем мыльный пузырь тёплым воздухом изо рта. Этим воздухом мы создаём силу выталкивания, по которой воздух выталкивает плёнку в трубочке и получается пузырь формы шара. Он поднимается, ведь, как я уже говорил, тёплый воздух легче холодного. Остывая, он опускается, ведь остывший воздух тяжелее тёплого [4].

Почему мыльные пузыри на солнце переливаются?

Оказалось, что калейдоскоп цветов, которыми переливаются мыльные пузыри, вызывается сложной структурой света и тем, как он отражается от поверхности пузырей. Белый свет состоит из множества цветов, каждый из которых характеризуется собственной длиной волны. Вот так и переливаются мыльные пузыри [1].

Глава 2. Мыльные пузыри собственного изготовления.

Мыльных на рынке великое множество. Невозможно перечесть всех производителей, занимающихся производством этой незатейливой, но всеми любимой игрушки. Из таких компаний можно выделить «Bubbleland», «Paddle Bubble», «Веселая затея», «1TOY»,» ABtoys» и «Plan Toys».

Мы решили создать собственные мыльные пузыри [5] и определить, будут ли они лучше покупных.

Для этого мы взяли несколько рецептов мыльных пузырей, приготовили их и провели испытания, сравнивая наши пузыри с покупными.

Хотим обратить внимание: Для изготовления растворов лучше брать дистиллированную воду. Если ее нет, то можно взять воду из-под крана, но ее надо прокипятить. Иначе, в «сырой» воде очень много примесей, что мешает хорошему результату.

Образец 1.

С остав: шампунь (50мл), гель для душа (50мл), вода (50 мл), сахар (1 ч.л.).

Смешать шампунь и гель для душа, добавить воду, в которой растворен сахар.

Фото 1. Образец 1.

О бразец 2.

Состав: глицерин (50мл), сахар (4 ч.л.), вода (300мл), средство для мытья посуды (100мл)

Смешать сахар, воду и средство для мытья посуды. Дать настояться, чтобы получилась однородная субстанция. Добавить глицерин.

Фото 2. Образец 2.

Образец 3.

Состав: средство для мытья посуды (100мл), вода (400мл), сахар (2 ч.л.).

С мешать все ингредиенты. Поставить в холодильник на сутки.

Фото 3. Образец 3.

О бразец 4.

Состав: детский шампунь (50мл), средство для мытья посуды (50мл), вода (50мл).

Смешать все ингредиенты. Поставить в холодное место на 2 часа.

Фото 4. Образец 4.

Образец 5.

Покупные мыльные пузыри.

Фото 5. Образцы для эксперимента.

Для определения, какой состав лучше, мы провели серию экспериментов (Приложение 1), где сравнивали мыльные растворы по следующим критериям:

Время жизни мыльного пузыря.

На сколько большой мыльный пузырь можно надуть.

Как долго мыльный пузырь может летать.

Насколько много мыльных пузырей можно выдуть за один раз.

Получившиеся результаты мы собрали в таблицу:

Таблица 1.

Как видно из таблицы, покупные мыльные пузыри оказались лучшими только в количестве. То есть, если вы хотите получить много ярких шариков, то за раствором лучше всего идти в магазин.

Лучше всего себя показал образец № 3. Там пузыри получились самыми упругими. Это видно и из длительности «жизни» мыльных шариков, и из возможного их размера.

Результатами своего проекты мы решили поделиться с одноклассниками (Приложение 2). На классном часу, посвященному Дню российской науки, мы рассказали ребятам, что лежит в основе создания мыльного пузыря, какие компоненты лучше всего подходят для самых лучших и качественных шаров. А также показали несколько занимательных экспериментов с мыльными пузырями. В конце наши одноклассники тоже захотели самостоятельно провести опыты.

Вывод

Данная тема вызвала неподдельный интерес как у нас, так и у наших одноклассников.

Наша гипотеза о том, что чем больше различных мыльных веществ будет входить в состав раствора, тем качественнее будут получаться мыльные пузыри оказалась не верной. В состав мыльных пузырей действительно входит мыло и моющие средства, но это может быть только средство для мытья посуды или шампунь. В дополнение к этим главным веществам нужно еще добавить несколько составляющих, главными из которых являются вода, глицерин, немного сахара, желатина или пищевого красителя. Как раз эти вещества добавляют пузырям упругости, легкости, длины жизни.

Вода для раствора должна быть мягкая или, еще лучше, дистиллированная. Тяжёлая вода из-за минерального содержания будет причиной хрупких пузырей, которые не будут жить долго. 

Получение мыльного раствора для пускания мыльных пузырей в домашних условиях – вполне осуществимое и интереснейшее занятие.

Список литературы

Гальперштейн Л.Я. «Забавная физика»/ Переизд., доп. И перераб. – М.: Дет.лит., 1994. – 255с.

Перельман Я.И. «Занимательная физика» / Под ред. А. В. Митрофанова. В двух книгах. Книга 2. - 21-е изд., испр. и доп.- М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. – 272с.

Электронные ресурсы:

Мыльный пузырь – URL: http://www.wikipedia.ru (дата обращения 16.01.2023).

Секрет раствора мыльных пузырей – URL: http://www.nevcos.ru/fl.html (дата обращения 20.01.2023).

Создание раствора мыльных пузырей – URL: https://puzyri.pro/ (дата обращения 30.01.2023)

Теория мыльных пузырей – URL: https://school-science.ru/5/11/35084 (дата обращения 16.01.2023)

Приложение 1. Проведение эксперимента

Приготовление растворов.

Эксперименты проводились несколько раз для более точных усредненных результатов.

Приложение 2. Представление результатов одноклассникам

Приложение 3. Занимательные факты о мыльных пузырях

На полотнах художников 17 века изображены дети, выдувающие невесомые мыльные шары. Конечно, в те времена специальный раствор не использовался. Мыльные пузыри создавались из воды, остающейся после стирки одежды.

Популярность мыльных пузырей очень выросла в 18 веке. Этому способствовало использование в рекламе мыла картины известного художника с изображением мальчика, выдувающего мыльные пузыри.

Раньше бытовало мнение, что «жизнь» мыльного пузыря быстротечна. Однако это представление развеял изобретатель англичанин Джейм Дьюар. Он провел эксперимент и попробовал законсервировать пузыри в особых герметичных емкостях, 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. Есть сведения, что под стеклянным колпаком воздушные шары из мыла хранятся помногу лет.

Подсчитано, что из капли мыльной воды в 1 мм куб можно выдуть пузырь диаметром 20 см, а 1 мл раствора хватит на пузырь диаметром 6 м. 

Житель Швейцарии Ханс Рудольф Сутер выдул мыльный пузырь в длину более чем на 4 метра. Впоследствии его имя было внесено в «Книгу рекордов Гиннеса». Но этот рекорд побил новозеландец Алан Маккей, который в августе 1996 г. смог вытянуть самый длинный мыльный пузырь — в 32 метра длиной

Еще один рекорд поставил англичанин Сэм Хист, который подходит к делу создания пузырей с удивительным энтузиазмом. Он даже провозгласил себя «ученым-пузырелогом» (bubbleologist). Сэм научился выдувать пузыри поистине невероятных размеров. Так, в 2007 г. он тоже попал в Книгу рекордом, надув пузырь, в котором свободно разместились 50 человек. 

10 мая в Самаре празднуют День мыльных пузырей

В Японии традиция выдувать мыльные пузыри насчитывает уже не одно столетие. В этой стране наборы для выдувания мыльных пузырей продают с 1677 года [2].