Презентация на тему "Мыльные пузыри"

• 1 слайд

  Мыльные плёнки
  
  
  
  
  
  
  2014 год
  

• 2 слайд

  
  Плёнка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключённого между двумя слоями молекул, чаще всего мыла. Эти слои содержат в себе молекулы, одна часть которых является гидрофильной, а другая гидрофобной. Гидрофильная часть привлекается тонким слоем воды, в то время как гидрофобная, наоборот, выталкивается. В результате образуются слои, защищающие воду от быстрого испарения, а также уменьшающие поверхностное натяжение.
  1. МЫЛЬНАЯ ПЛЁНКА
  

• 3 слайд

  
  
  
  
  
  Чем же объяснить устойчивость пленок?
  Прежде всего, заметим, что устойчивые пленки и пена не могут образовываться в химически чистых жидкостях. Непременным условием образования пены является прибавление к чистой жидкости (вода, спирт и т. п.) растворяющихся в ней веществ и притом таких, которые сильно понижают поверхностное натяжение.
  Молекулы такого растворенного вещества собираются в поверхностном слое жидкости .
  
  

• 4 слайд

  2. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ И ФОРМА
  
  Прекрасным объектом для изучения поверхностного натяжения являются мыльные пленки. Сила тяжести здесь почти не играет роли, так как пленки чрезвычайно тонки и их масса совершенно ничтожна. Основную роль здесь играет поверхностная энергия, и поэтому у мыльных пленок форма поверхности всегда такова, что ее площадь минимальна.
  

• 5 слайд

  1. Пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того, чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют какие-нибудь поверхностно-активные вещества (ПАВ), например, мыло.
  2. Мыло уменьшает поверхностное натяжение.
  3.Когда мыльная плёнка растягивается, концентрация мыльных молекул на поверхности уменьшается, увеличивая при этом поверхностное натяжение.
  
  4.Таким образом, мыло избирательно усиливает слабые участки пузыря, не давая им растягиваться дальше.
  
  5. В дополнение к этому, мыло предохраняет воду от испарения, тем самым делая время жизни пузыря еще больше.
  
  6. Сферическая форма пузыря также получается за счёт поверхностного натяжения.
  
  7.Силы натяжения формируют сферу потому, что сфера имеет наименьшую площадь поверхности при данном объёме.
  
  

• 6 слайд

  3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
  Мыльные пузыри также являются физической иллюстрацией проблемы минимальной поверхности, сложной математической задачи. Например, несмотря на то, что с 1884 года известно, что мыльный пузырь имеет минимальную площадь поверхности при заданном объёме, только в 2000 году было доказано, что два объединённых пузыря также имеют минимальную площадь поверхности при заданном объединённом объёме. Эта задача была названа теоремой двойного пузыря.
  Плёнка мыльного пузыря всегда стремится минимизировать свою площадь поверхности. Это связано с тем, что свободная энергия жидкой плёнки пропорциональна площади её поверхности и стремится к достижению минимума:
  ∆F=∂S
  где ∂ -поверхностное натяжение вещества,
  а S- полная площадь поверхности плёнки.
  

• 7 слайд

  4. ОПЫТ С МЫЛЬНЫМИ ПЛЁНКАМИ
  Моя цель: 1. Получить как можно больше различных видов пленочных поверхностей с использованием предложенной конструкции пластин. 2. Объяснить устойчивость полученных пленок.
  Подготовка к опыту: В дистиллированную холодную воду (примерно 0,5л) влить средство для мытья посуды (6 столовых ложек) и ¼ глицерина от общего объёма . Аккуратно перемешать: так, чтобы не образовывалась пена.
  Проведение опыта: В приготовленный мыльный раствор медленно погружаем нашу готовую конструкцию.
  Обратим внимание, что мыльная пленка не формирует пузырь, а натягивается между пластинами.
  

• 8 слайд

• 9 слайд

  Если конструкцию потрясти, то мыльные плёнки рано или поздно соприкоснутся – и тогда образуются новые плёночные поверхности. Согласно закону поверхностного натяжения все поверхности будут занимать минимальную площадь.
  
  2. Если дотронуться палочкой , смоченной в мыльном растворе до поверхности любой пленки и потянуть к другой плёнке, то палочка не разорвёт плёнку, а соединит плёнки между собой. Таким образом можно получать разные плёночные поверхности. Это происходит , потому что мыльная пленка, образованная на палочке, не разрывает поверхность мыльной плёнки, а дополняет и подпитывает ее: они как-бы срастаются!
  3. Опыт показывает устойчивость мыльной пленки, образующейся под действием сил сцепления между молекулами мыльного раствора.
  Мыльные плёнки существуют благодаря торможению их границами стекающего мыльного раствора, для чего необходима жёсткость этих границ.
  5. Устойчивость мыльных плёнок объясняется, тем, что они имеют эластичность и большую поверхностную вязкость слоёв ПАВ. Они способны растягиваться и упруго сокращаться, текут же с большим трудом
  

• 10 слайд

  5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  1. Мыльные пленки искажаются, если это позволяет уменьшить их потенциальную энергию. Обычно минимизация энергии связана с уменьшением площади поверхности пленки.
  
  2. Мыльные пленки образуют такие фигуры, которые имеют наименьшую общую поверхность; в этом случае будет минимальной и потенциальная энергия, которой обладает поверхность пленки. Этот вид энергии, как известно, всегда стремится к минимуму.
  
  3. Плёнки молекул ПАВ уменьшают испарение. Испарение воды - коварный враг мыльных пузырей.
  
  4. ПАВ уменьшают поверхностное натяжение воды
  Итак, чтобы получить устойчивые мыльные пузыри к воде необходимо добавить достаточное количество ПАВ. Концетрация ПАВ должна быть оптимальной: не слишком низкой и не слишком высокой.