Vi beundrar alla bubblorna, särskilt såpbubblor - deras perfekt runda form och iriserande yta med olika färger. Deras färg och styrka som formar dem. ” Pojkar kallade såpbubblor ett fantastiskt experimentellt föremål och påpekade att krafterna som formar bubblan finns i alla vätskor.
Dessa krafter är allmänt. Tebryggning kan inte klara sig utan dem, utan dem kan du inte stänga den nuvarande kranen i köket, de kommer ihåg när du dyker i vattnet. I allmänhet har varje vätska denna kraft.
Vad får droppar vatten att samlas?
Tänk dig att fylla en ballong med vatten. Ju mer vatten du häller i det, desto mer sträcker sig kulans gummi skal. I slutändan kommer det att sluta sträcka och brista. Föreställ dig nu en droppe vatten. Vatten samlas upp på spetsen av pipetten i form av en växande droppe. En droppe blir större och större. Slutligen når den en viss kritisk storlek och kommer från pipettens spets.
Pojkar ställde sig själv frågan: "Varför samlas vanligtvis vatten i spetsen av en droppare i form av en droppe?" Intrycket är att vattnet rinner in i en liten elastisk påse, som en ballong. Denna väska kommer från pipetten när den är full av vatten. Det finns naturligtvis ingen elastisk väska runt droppen. Men något måste hålla släppet i sin klassiska form. Det måste finnas något slags osynligt skal, något slags.
Ytspänning
Det här - en egenskap av vatten och annan vätska - kallas ytspänning. Ta vatten. Vattenmolekyler under dess yta är sammankopplade av kraftfulla krafter för intermolekylär interaktion. Molekyler belägna i ytskiktet upplever en attraktiv kraft endast från de underliggande och angränsande molekylerna. Det vill säga, ytvattenmolekyler dras inåt och utåt. Det är denna växelverkan av krafter som skapar en filmeffekt, eller ytspänning, på vattenytan.
Således kan ytspänning betraktas som ett slags "skal" av vatten. Detta skal får en droppe att hänga i slutet av en kran. När droppen blir för stor, står inte skalet upp och går sönder. Pojkar betonade att olika vätskor har olika hållfasthetsskal. Alkohol har en lägre ytspänning, så den bildar mindre droppar än vatten. Men kvicksilveret som rinner runt golvet i små bollar när termometern går sönder har en ytspänning på sex gånger den för vatten.
Vad förhindrar tvålbubblan från att spricka?
Ytspänningen förhindrar tvålbubblan från att spricka. När du sänker ramen till en tvållösning och sedan tar ut den därifrån ser du en tunn regnbågefilm som täcker ramen. Blås på ramen. En bubbla kommer att skjuta ut från den. Tvålfilmen är sträckt som ett elastiskt skal. Blås lite mer. Tvålfilmen kommer att stängas runt luften, och tvålbubblan kommer att gå på en självständig resa, skimrande av alla regnbågens färger.
Såpbubblans skal har elastiska egenskaper, så luften inuti bubblan är under tryck, som luft inne i en fotbolls kammare. Värdet inuti bubblatrycket beror på bubbelväggens krökning. Ju större krökning och mindre bubbla, desto större tryck. Boyz bevisade experimentellt att luft som sprängde från en sprängande tvålbubbla kunde släcka en stearinljus.
Men varför är bubblan då rund?
Svaret ligger i det faktum att ytspänningskrafter tenderar att ge tvålbubblan den mest kompakta formen. Den mest kompakta formen i naturen är en boll (och inte en kub, till exempel). Med en sfärisk form pressar luften inuti bubblan jämnt på alla delar av dess innervägg (åtminstone tills bubblan spricker).
Men samma pojkar noterade att genom att tillämpa yttre kraft kan en bubbla av icke-sfärisk form göras. Om du sträcker en tvålfilm mellan två ringar och drar den till ett gap bildas en cylindrisk tvålbubbla. Ju större storleken på en sådan cylindrisk bubbla är, desto mindre är dess styrka. I slutet, i mitten av en sådan bubbla, uppträder en sammandragning och den är uppdelad i två vanliga runda bubblor.