CC BY
90• ЛАБОРАТОРИЯ ЛЮБИТЕЛЕЙ НАУКИ
МЫЛЬНЫЕ ПУЗЫРИ ПО-НАУЧНОМУ
Установка для измерения коэффициента поверхностного натяжения мыльного раствора. Мелкий песок, использо-ванныш в качестве разновесов, позволяет с большой точностью найти силу натяжения пленки.
В прошлом году журнал опубликовал заметку «Домашний монгольфьер» (см. «Наука и жизнь № 6, 2001 г.), перепечатанную из журнала «Наука и жизнь» за 1892 год. В заметке рассказывалось о том, как получить мыльный пузырь большого диаметра, наполнить его теплым воздухом и прикрепить к нему «пассажира» — бумажную фигурку. Там же было помещено обращение к любителям науки с предложением провести анализ современных моющих средств, позволяющих получить пузырь максимального размера с наибольшим временем жизни, и придумать способ определения коэффициента поверхностного натяжения мыльной пленки.
Эту работу провел ученик восьмого класса Московского центра образования № 1862 Дмитрий Завьялов. Публикуем его отчет о проделанных экспериментах.
Я занимаюсь в физическом кружке «Маленькие Находчивые» под руководством преподавателя физики Галины Федоровны Туркиной (см. «Наука и жизнь» № 1, 2002 г.). Прочитав в журнале статью о мыльных пузырях, я заинтересовался заданием и решил провести некоторые опыты. Галина Федоровна поддержала идею и подсказала мне некоторые пути к достижению цели. Для определения прочности мыльных пузырей (поверхностного натяжения) я использовал весы чашечные (бытовые), набор разновесов (гирьки), песок, нитки, пластилин, небольшой кусок проволоки, а также растворы жидкостей для мытья посуды разной концентрации.
Для выдувания больших пузырей Дима использовал пластиковую бутылку с отрезанным дном.
Сначала я попробовал сделать состав, описанный в журнале, но из него пузыри почти не выдувались. Я считаю, что раньше, 100 лет тому назад, было другое мыло, поэтому сейчас этот раствор малоэффективен. Гораздо лучше показали себя современные моющие средства, особенно «Fairy» и «Е». Они дали наилучшие результаты, примерно одинаковые, но «Fairy» в нескольких опытах обошел «Е». Для своих опытов я использовал простую и дистиллированную воду и получил результаты, представленные в таблице.
Из этого примера видно, что использовать дистиллированную воду гораздо эффективнее, чем обычную.
Теперь подробнее расскажу о способе измерения поверхностного натяжения в мыльной пленке. Нужно сначала закрепить весы, а затем взять проволочку и согнуть ее в двух местах, одинаково удаленных от концов. После этого к центру проволочки прикрепим ниточку, к другому концу нитки — кусочек пластилина. Пластилин (вместе с ниткой и проволочкой) прилепим к одной чаше весов, после чего весы уравновесим. Дальше раствор моющей жидкости поместим под чашей весов с проволочкой так, чтобы проволочка полностью погрузилась в раствор. Потом еще раз все уравновесим и понемногу начнем подсыпать песок в
противоположную чашу весов. Как только мыльная пленка на проволочке лопнет, перестанем сыпать песок. После этого взвесим песок и по формуле а = тд/21 найдем поверхностное натяжение (в единицах ньютон/метр), величина которого и определяет прочность мыльного пузыря. А что же касается жизни мыльного пузыря, то все зависит от концентрации раствора — от нескольких секунд до минут! Состав воды тоже влияет на время жизни: например, из соленой воды с моющей жидкостью
ничего не выдуешь, а при добавлении глицерина в пресную воду пузыри получаются большие. Мы в кружке попробовали замораживать мыльные пузыри, и эффект превзошел все ожидания. Пузыри покрывались узорами и при прикосновении распадались на половинки. Удивительное зрелище! В этом опыте мы выдували мыльные пузыри на небольшой лоток и просто ставили его на мороз. Советую и вам попробовать!
Д. ЗАВЬЯЛОВ.
Поверхностное натяжение, ньютон/метр
чистой воды раствора моющей жидкости при концентрации
6% 12% 25% 50%
Обычная вода + «Fairy» (или «Е») 0,052 0,079 + 0,005 0,089 + 0,001 0,106 + 0,003 0,120 + 0,001
Дистиллированная вода + «Fairy» (или «Е») 0,083 0,096 + 0,001 0,115 + 0,001 0,131 + 0,004 0,165
