Робимо великі і красиві мильні бульбашки будинку

Унікальні властивості мильних бульбашок

Природа тонкостінних куль досі залишається цікавою темою для вчених. На прикладі їх унікальних властивостей можна підтверджувати різні фізичні закони.

Мильна плівка вважається однією з найбільш тонких предметів в світі. Її товщина в 5000 разів менше волоса і цигаркового паперу.

Під впливом факторів навколишнього середовища: сили тяжіння, тиску повітря, «життя» водяного міхура нетривала - кілька секунд. Через це в народі навіть існує порівняння легковажного людини або невизначеної життєвої ситуації з мильною бульбашкою.

Але якщо помістити сферичну плівку в вакуум, то він там може протриматися більше місяця. Американському вченому вдалося встановити рекорд: він протримав водяний шар в скляній банці близько року! Але для цього довелося в ємності створити всі фізичні умови для підтримки цілісності і рівноваги тонкої плівки.

Чому вони мають форму кулі

Повітряний міхур має сферичну форму, так як за законами фізики, він приймає мінімальну площу при заданому обсязі. Це було доведено ще в 1884 році.

У 2000 році вчені підтвердили цю теорію теоремою подвійного міхура. Вона полягає в тому, що два міхура, які об`єднуються між собою, приймають мінімальну площу при заданому обсязі.

Водяна куля тримається тривалий час завдяки силі поверхневого натягу води. Завдяки цьому поверхня бульбашок є пружною плівку. Сили поверхневого натягу не залежить від величини міхура, якщо він правильної форми. Але якщо з якоїсь причини поверхню кулі деформована, то він втрачає свою пружність і швидко лопається.

Геометрія бульбашок досі хвилює вчених. У процесі вивчення з`ясувалося, що товщина мильної плівки внизу товщі, ніж зверху. Це пояснюється тим, що під дією сили тяжіння шар води переміщається вниз. Це дає підстави стверджувати, що форма бульбашок не зовсім ідеально сферична.

Чому у них райдужна забарвлення

Водяна куля безбарвний перші секунди свого «життя», так як має ідеально сферичну форму. Але потім водяна прошарок перетікає вниз під дією сили тяжіння, і міхур стає неправильної форми з різною товщиною стінок.

За законами фізики відбувається інтерференція світлових хвиль, відбитих від внутрішньої і зовнішньої поверхні плівки. Тому тонка сфера набуває райдужну забарвлення.

У міру стоншування верхній частині плівки, світлові хвилі почнуть накладатися один на одного, що призведе до чорного окрасу міхура. Водяна куля лопається в місці найбільшого стоншування.

Мильні бульбашки на морозі

У міру вивчення даної теми вченими були встановлені фізичні умови, при яких бульбашки зберігають свою форму довгий час. Це відбувається при сильному морозі.

При зниженні температури повітря до 0 ° С сили поверхневого натягу збільшуються, тобто бульбашки легко лопаються. Однак, якщо рівень стовпчика термометра поповзе вниз до позначки -7 С і нижче, поверхневий натяг стає мінімальним. Незважаючи на те, що обсяг повітря всередині кулі зменшиться, на розміри плівки це вплине незначно.

Якщо взимку пустити мильний куля, то водна прошарок в ньому замерзне вже при температурі -7 С. Тонка плівка перетворюється в корочку льоду. Якщо він впаде на підлогу, щось не розлетиться на мільйон кристалів, як скляна ялинкова іграшка. На ньому лише з`являться вм`ятини, а окремі уламки згорнуться в трубочку.

Таким чином, мильна плівка, замерзла на морозі, буде не тендітної, а пластичної в силу своєї малої товщини і відсутності сил натягу.

Видуваючи в таких умовах мильний розчин, рідина розлітається у різних напрямах у вигляді маленьких кристаликів. Вони швидко розростаються і одночасно об`єднуються в єдиний предмет. Мільйони кристалів, що утворюють шар складаються в одну картину дивовижної краси, яку можна лише порівняти з морозними малюнками на склі.

Широке застосування мильних бульбашок

Пускання водних куль - це не тільки улюблена забава дітей. Насправді властивості мильних бульбашок широко застосовують в промисловості.

Повітряна куля, який використовують в аеронавтики і метеорології для прогнозу погоди, є прототипом мильної бульбашки. Як відомо, всередині мильної кулі повітря завжди тепліше, ніж зовні, завдяки чому бульбашки піднімаються вгору. На цьому ж принципі заснований повітряна куля, тільки повітря всередині його нагрівають штучним чином.

Астрономи на прикладі мильних кульок вивчають процес турбулентності в газових оболонках планет. Це відбувається тому, що співвідношення товщини плівки до діаметру міхура пропорційно відношенню товщини газової атмосфери до діаметра планет.

Також знайшли своє застосування бульбашки в нафтопереробній промисловості. Для переробки нафти в різні матеріали використовують міцели - аналоги мильних бульбашок. До очищеної нафти додають воду і спеціальні реагенти. В результаті реакції в нафти утворюються бульбашки, заповнені водою. Усередині мицелл теж відбуваються хімічні реакції, які сприяють переробці нафти в органічні речовини: ефіри, кислоти, мономери.

Навіть процес лопания бульбашок йде науці на користь. Вивчаючи дане явище, вчені стали розуміти процес кавітації - утворення бульбашок в рідині. Якщо таке відбувається в воді, то тиск різко змінюється. Через ударної сили перепаду тиску можуть руйнуватися навіть масивні залізні елементи: гвинт корабля або трубопровід.

Генератор мильних бульбашок і його різновиди

Раніше діти видували мильні кулі за допомогою елементарних пристосувань: пластмасової палички з отвором всередині, яку мачали в ємність з мильним розчином.

Зараз завдяки новим винаходам існують різні шоу мильних бульбашок. Таке видовище підкорює навіть дорослих.

Зараз придумані спеціальні пристосування для отримання бульбашок, які «живуть» набагато довше за своїх попередників. Ці пристосування називаються генераторами. Суть їх роботи проста: в бункер заливають мильний склад, який автоматично видувають повітрям. В отвори, на виході генератора, вставляють трафарети різних форм, завдяки чому виходять повітряні фігурки різних химерних форм і забарвлень.

Генератори бувають підвісні і підлогові, які управляються дистанційним пультом. Такі пристосування доцільно купувати для великих дитячих свят.

Основні типи генераторів:

1. Bubble Master. Цей агрегат має 4 види вентиляторів, які обертаються і піднімають кулі високо в небо. Цей прилад випускає довгограючі бульбашки, які можна використовувати як на відкритому просторі, так і вдома.
2. Bubble Master BM-2000. Цей потужний агрегат відрізняється високою продуктивністю: до 15 000 бульбашок в хвилину. Він миттєво заповнює приміщення повітряними фігурками, що створює атмосферу свята. Бак розрахований на 4 літри, який автоматично заправляється.
3. Bubble Master BM-500 (DMX). Даний прилад суміщає в собі всі достоїнства попередніх двох генераторів. До того ж він має бездротовий пульт управління. За 20 хвилин прилад витрачає всього 1 літр розчин, при цьому обсяг бака всього 1,5 літра. Таким чином, даний генератор має високу продуктивність і малі габарити.

Як зробити мильні бульбашки в домашніх умовах

Головне завдання при отриманні бульбашок - забезпечити їх довговічність. Це можна зробити за допомогою правильного розчину для мильних бульбашок в домашніх умовах.

Існує кілька основних рецептів отримання пінливою рідини, а також способів видування мильних кульок.

Як правильно зробити розчин або рідина

Зазвичай роблять мильні бульбашки в домашніх умовах з гліцерином. Даний можливе одержання водні кульки, що відрізняються еластичністю і тривалим терміном «життя».

Рецепт розчину для мильних бульбашок в домашніх умовах

• 800 мл очищеної води;
• 200 мл рідини для миття посуду;
• 100 мл гліцерину;
• по 50 грам желатину і цукру.

Желатин слід залити водою, щоб він досить набряк. Після цього злити зайву рідину. На водяній бані розчинити цукор з желатином. Дані інгредієнти додадуть міцність водним бульбашок.

Потім в отриману суміш додати очищену воду і інші інгредієнти. Все розмішати до отримання однорідної маси, що не збиваючи! Якщо утворюється піна - ймовірність отримання бульбашок зведеться до мінімуму.

Рецепт рідини для мильних бульбашок

• 600 мл кип`яченої води;
• 300 мл гліцерину;
• 20 крапель нашатирного спирту;
• 50 мл порошку будь-якого миючого засобу.

Всі інгредієнти змішати і залишити настоятися 2-3 дні. Після цього суміш профільтрувати і поставити в холодне місце на 12 годин.

Такий розчин готувати трохи довше, ніж в попередньому випадку, зате бульбашки вийдуть міцними і великими.

Хороший водний куля повинна протриматися не менше 30 секунд. Якість приготовленої рідини можна перевірити так: вмочити палець в мильну рідину, а потім торкнутися їм мильної бульбашки. Якщо від цього куля не лопне - розчин приготовлений правильно.

Класичним інструментом для видування бульбашкою служить соломинка - коктейльна трубочка. Цим інструментом користувалися ще 300 років тому, про що свідчить картина французького живописця Жана-Батіста Шардена «Мильні бульбашки».

Як видувати водні кулі

1. Налити розчин в плоску тарілку, діаметром до 20 см.
2. Взяти соломинку і задути повітря так, щоб утворився міхур, що лежить на тарілці. Вийде якась півсфера.
3. Ввести трубочку всередину мильною сфери і надути ще один міхур, але меншого розміру.

Гігантські мильні бульбашки

Для заливки генератора використовують інші розчини для мильних бульбашок. Адже дані елементи повинні відрізнятися підвищеною міцністю і великими розмірами.

Розчин для мильних бульбашок гігантських розмірів:

• 800 мл дистильованої води;
• 200 мл засобу для миття посуду;
• 100 грам гелю-лубриканта;
• 100 мл гліцерину.

Змішати всі інгредієнти без води до однорідного стану. Далі слід нагріти воду і додати в суміш. Все перемішати, не допускаючи утворення піни.

Щоб зробити мильні бульбашки великих розмірів без використання генератора, необхідні такі матеріали:

• 2 палички;
• вовняний шнур;
• намистинка;
• мильна рідина.

Технологія отримання великих бульбашок:

1. Один кінець нитки прив`язати до першої паличці.
2. На вільний кінець шнура одягнути намистинку. В даному випадку вона виступає в якості вантажу.
3. Через 80 см прив`язати нитку до іншої паличці.
4. Шматок нитки знову прив`язати до першої паличці. В результаті має вийти трикутник з двома паличками і однієї бусиной в вершинах.
5. Опустити конструкцію в розчин і потримати там не менше 1 хвилини.
6. Витягнути шнур на витягнутих руках, розправляючи стрижні. Робити це треба плавно. У просторі між нитками повинен вийти мильний шедевр.

Є ще один простий метод отримання великих бульбашок. Для цього необхідно взяти дві спиці і між ними зав`язати вовняну нитку. Потім вмочити конструкцію в мильний розчин, щоб нитка добре просочилася, а потім вийняти все це. Розсуваючи і зрушуючи спиці, можна отримати справжнє мильне творіння.

Отримати великі кулі можна шляхом видування через пластикову воронку для переливання рідин.

Малювання мильними бульбашками

Мильні кульки можна не тільки пускати в повітря - ними можна малювати.

Для малювання знадобляться:

• харчова фарба яскравих забарвлень;
• дитячий шампунь або засіб для посуду;
• пластикові стаканчики;
• вода;
• ємність для фарби;
• палички для змішування фарб;
• пластикові трубочки;
• альбомні листи;
• серветки.

Технологія малювання мильними кульками:

1. Покрити стіл старими газетами і надіти старий одяг, який не шкода вимазати.
2. У пластиковому стаканчику змішати фарбу, шампунь і воду. Розчин залишити на ніч. Замість харчового барвника можна брати акрилові фарби або гуаш. Головне, щоб вони були яскравими і насиченими.
3. На наступний день дістати розчин і вилити в лоток для фарби.
4. Подути через соломинку в лоток з фарбою до освіти міхура.
5. Взяти листок паперу і опустити його на утворився шар. Мильна куля лопне, залишивши на папері яскравий слід.
6. Взяти лоток з іншою фарбою і виконати на папері той же процес.
7. Після того як лист висохне, стане видно, що мильні бульбашки утворили картинки. Пофантазувавши, можна їх домалювати, щоб вийшли фігурки або тварини.

З отриманих малюнків можна зробити святкову листівку або аплікацію.

Отримання мильних бульбашок в домашніх умовах - захоплююче заняття. Для дітей - це святковий настрій, а для дорослих - привід повернутися в безтурботне дитинство!