Svi se divimo mjehurićima, posebno mjehurićima sapuna - njihovom savršeno okruglom obliku i iridescentnoj površini različitih boja. Njihova boja i snaga koja ih oblikuje. " Dječaci su sapunice nazvali veličanstvenim eksperimentalnim objektom i istaknuli da su sile koje oblikuju mjehurić prisutne u svim tekućinama.
Te su sile sveprisutne. Čaj za pripremu čaja ne može bez njih, a bez njih ne možete zatvoriti trenutnu slavinu u kuhinji, pamte ih prilikom ronjenja u vodu. Općenito, svaka tekućina ima tu moć.
Zbog čega se kapljice vode okupljaju?
Zamislite da balon napunite vodom. Što više vode ulijevate u nju, više se proteže gumena ljuska kuglice. Na kraju će se prestati istezati i puknuti. Sad zamislite kap vode. Voda se skuplja na vrhu pipete u obliku rastuće kapi. Kap postaje sve veća i veća. Konačno, dostiže određenu kritičnu veličinu i siđe s vrha pipete.
Dječaci su sebi postavili pitanje: "Zašto se voda obično skuplja na vrhu pipete u obliku kapi?" Dojam je da voda teče u malu elastičnu vrećicu, poput balona. Ova vrećica se s pipete spušta kad je puna vode. Oko kapi prirodno nema elastične vrećice. Ali nešto mora zadržati kap u svom klasičnom obliku. Mora postojati nekakva nevidljiva školjka, neka vrsta nečega.
Površinska napetost
To nešto - svojstvo vode i bilo koje druge tekućine - naziva se površinska napetost. Uzmi vodu. Molekule vode ispod njene površine međusobno su povezane snažnim silama intermolekularne interakcije. Molekule smještene u površinskom sloju doživljavaju privlačnu silu samo iz donjih i susjednih molekula. Odnosno, molekule površinske vode privlače se prema unutra i na strane. Upravo ta interakcija sila stvara efekt filma ili površinske napetosti na površini vode.
Stoga se površinska napetost može smatrati svojevrsnom „školjkom“ vode. Ova ljuska uzrokuje da kap padne na kraju slavine. Kad kap postane prevelika, ljuska se ne uspravi i raspada se. Dječaci su naglasili da različite tekućine imaju školjke različite jačine. Alkohol ima manju površinsku napetost, pa stvara manje kapljice od vode. Ali živa koja se vrti po podu u malim kuglicama kada se termometar pokvari ima površinsku napetost od šest puta veću od vode.
Što sprečava da se mjehurić sapuna rasprsne?
Površinska napetost ne dopušta da se mjehurić sapuna rasprsne. Kad spustite okvir u otopinu sapuna, a zatim ga izvadite, vidjet ćete tanki duguljasti film koji prekriva lumen okvira. Puhajte po kadru. Iz nje će stršati mjehurić. Film sapuna rasteže se poput elastične ljuske. Puhajte još malo. Film sapuna zatvorit će se oko zraka, a mjehurić sapuna krenut će na samostalno putovanje, svjetlucav svim bojama duge.
Školjka mjehurića sapuna ima elastična svojstva, tako da je zrak unutar mjehurića pod pritiskom, poput zraka unutar komore nogometne lopte. Vrijednost unutar tlaka mjehurića ovisi o zakrivljenosti stijenke mjehurića. Što je veća zakrivljenost i manji mjehurić, veći je tlak. Boyz je eksperimentalno dokazao da zrak koji pukne iz mjehurića sapuna sapuna može ugasiti plamen svijeće.
Ali zašto je onda mjehurić okrugli?
Odgovor leži u činjenici da sile površinskog naprezanja daju sapunici sapun najviše kompaktni oblik. Najkompaktniji oblik u prirodi je kugla (a ne primjerice kocka). Sferičnim oblikom, zrak unutar mjehurića ravnomjerno pritiska na sve dijelove njegove unutarnje stijenke (barem dok mjehur ne pukne).
Međutim, isti su Dječaci primijetili da se primjenom vanjske sile može stvoriti mjehurić nesferičnog oblika. Ako film sapuna razvučete između dva prstena i povučete ga u jaz, formira se cilindrični mjehurić sapuna. Što je veća veličina takvog cilindričnog mjehurića, manja je i njegova snaga. Na kraju se u sredini takvog mjehurića pojavi suženje i ono je podijeljeno na dva obična okrugla mjehurića.