Движение пузыря в воздухе, Любопытная особенность поведения мыльных пузырей - Физика и химия мыльного пузыря

Итак, я выдуваю мыльный пузырь, отделяю его от трубки. Пузырь сначала поднимется немного вверх и только потом, переливаясь всеми цветами радуги, начинает опускаться. Почему же пузырь сначала поднялся?

Произошло это потому, что начало действовать физическое явление, когда более легкое вещество всплывает над более тяжелым. Оказывается, более теплый выдыхаемый в пузырь воздух, имеет меньшую плотность, т. к. там молекулы движутся быстрее и им нужно больше пространства. А раз воздух в пузыре менее плотный, значит он легче окружающего его воздуха, вот он и взлетает. По этому закону в природе происходит движение атмосферных слоев, подпадая под понятие конвекции.

При естественной конвекции в природе, нижние слои атмосферы нагреваются, становятся легче и всплывают, а верхние слои, наоборот, остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз, после чего процесс повторяется снова и снова до наступления некоторого равновесия.

Мыльный пузырь наполнился горячим дыханием. Теплый воздух в пузыре был легче воздуха в комнате. Но потом он остыл, и пузырь опустился. Особенно это явление стало хорошо заметно при пускании пузырей на улице в морозную погоду.

Красивый опыт с летающим пузырем мы сделали в стеклянной банке. На дно банки насыпали соду и налили раствор соляной кислоты. Попав на соду, раствор зашипел, забурлил, запузырился. Когда кипение в чашечке закончилось, воздух в банке стал спокойным. Проверить наличие углекислого газа, можно поднеся зажженную спичку. Она сразу потухла и мы попытались выдуть пузыри внутрь банки. Дело это оказалось сложным, пузыри никак не хотели лететь внутрь, видимо, газ сразу выталкивал пузыри обратно.

Тогда мы взяли сосуд с широким горлышком и повторили эксперимент. Нам удалось выдуть пузырь внутрь, и он начал летать внутри! Один, даже, завис на какое-то время и висел неподвижно.

Почему так происходит?

Секрет в том, что при действии соляной кислоты на соду получается углекислый газ. Он бесцветен, как воздух, но тяжелее по весу и поэтому оседает на дно банки. А пузырь наполнен воздухом, он легче! Вот поэтому он и всплывает. Но постепенно углекислый газ проходит внутрь пузыря сквозь тоненькую его оболочку. И тогда пузырь тонет или лопается.

Как и почему взрывается мыльный пузырь?

Задумывались ли вы над тем, как это происходит? Нам кажется, что это мгновенное действие. К процессу исчезновения пузырей можно отнести слова Винни-Пуха про мед: "Мед если есть, то его сразу нет". Вот так и мыльный пузырь только что есть и вот он исчез в воздухе. Но знаете ли вы, что действие это направленное, а не хаотичное? Ученые подсчитали, что лопается мыльный пузырь за одну тысячную долю секунды, потому для того, чтоб увидеть это чудо им понадобилась камера способная снимать до 5000 кадров в секунду.

"Фотографу из Великобритании Ричарду Хиксу удалось получить очень красивые снимки этого процесса. Помощницей Хикса стала его жена Сара. Именно она выдула и затем лопнула этот замечательный пузырь.

Госпожа Хикс пальцем нарушила поверхностное натяжение пузыря, и он лопнул. А в это время Ричардс с макро-камерой проводил съемку. Вот результат:

На замедленной пленке было видно, что как только целостность мыльного пузыря нарушалась, его оболочка постепенно начинала разрушаться с места повреждения и далее по всей окружности"[5].

Я попытался повторить этот опыт с моей домашней камерой, результат оказался не такой наглядный, видимо, для этих снимков нужен фотоаппарат с очень большой выдержкой.

"Следует отметить еще, что обычные представления о недолговечности мыльных пузырей не вполне правильны: при надлежащем обращении удается сохранить мыльный пузырь в продолжение нескольких месяцев. Английский исследователь Джеймс Дюар (прославившийся своими работами по сжижению воздуха), первым развеял существовавший долгое время миф о недолговечности жизни мыльного пузыря. Он проводил опыты по консервации мыльного пузыря в изобретенном им сосуде с двойными стенками, хорошо защищенных от пыли, высыхания и сотрясения воздуха, так ему удалось сохранять пузыри больше месяца.

Позже это изобретение легло в основу колб для термосов, емкостей для перевозки жидких газов и многих других полезных приспособлений".[5]

Любопытная особенность поведения мыльных пузырей

Как говорится, голыми руками мыльный пузырь не возьмешь.

Когда пузырь упал на мой мохнатый тапок, мне удалось его подбросить. Удалось даже поиграть мыльным пузырем, подкинув его несколько раз. А когда я стал пускать пузыри на ковер с длинным ворсом, то с мыльными пузырями удалось поиграть по-другому: они катались от легкого дуновения.

В чем причина того, что на ворсистой поверхности мыльный пузырь не расплющивается, как на гладкой поверхности и может даже пружинить на ней как мячик?

Пузыри лопаются в двух случаях - когда пленка касается чего-то сухого (например, поверхности) или высыхает сама (со временем). На ворсистых поверхностях (коврах и т. п.) всегда есть некоторый электростатический заряд. Мыльные пузыри очень легкие, поэтому возникающего (хоть и очень слабого) электростатического разряда между пузырем и поверхностью, хватает для того, чтобы пузырь на нее не опускался. Поскольку пузырь не успевает коснуться ворсистой поверхности из-за действия сил электростатического отталкивания, то он и не лопается.

Похожие статьи




Движение пузыря в воздухе, Любопытная особенность поведения мыльных пузырей - Физика и химия мыльного пузыря

Предыдущая | Следующая