Каква е физиката (и битовата химия) на едно от любимите забавления на децата - правенето на сапунени мехурчета?
Експерименти на екип от физици разкриха какъв е перфектният размер на кръглата тръбичка и оптималната скорост на въздуха, необходима за издухване на мехурчетата така, че да не се пукат, съобщава Science Daily. Това може да звучи като безсмислено проучване, заслужаващо една Антинобелова награда, но проучването може да помогне на производителите да направят по-добри спрейове, пяна, емулсии и всъщност всичко, което има мехурчета в себе си.
Изучаването на мехурчетата всъщност помага на учените да получат ценни физически и математически познания.
Например, сапуненият балон е идеален пример за действието на повърхностното напрежение. Заради повърхностното напрежение, мехурчетата са кръгли - тази форма се определя от минималната повърхностна площ за даден обем и затова изисква най-малко количество енергия за поддържане. И благодарение на сапунени мехурчета, някои сложни математически проблеми с реални приложения са решени неотдавна. Например уравненията, които описват образуването на сапунени балони, са помогнали на архитектите да проектират покриви, чиято форма изглежда невъзможна, но все пак са стабилни. Олимпийският стадион в Мюнхен е илюстриращ пример.
С помощта на сапунените мехурчета бяха открити издръжливи структури като тези на Олимпийския стадион в Мюнхен. Изображение: Wikimedia commons.
Наскоро изследователи от Нюйоркския университет измислиха поредица от експерименти, за да получат перфектния балон, който преследвахме в детството си направя. Те разкриват, че по същество съществуват само два начина да се правят мехурчета - единият е чрез надуване със силна постоянна струя срещу сапунен филм, а другият чрез тласкане с лек вятър в вече издут филм, за да се увеличи неговият обем.
Резултатите са отчетени в списание Physical Review Letters.
Издуването на мехурчетата по същество е въпрос на това как течният сапунен филм взаимодейства с поток от външен флуид, в този случай - въздух. Тази динамика е от решаващо значение за разбирането как да се подобри промишленото производство на много химически продукти.
За експериментите си изследователите използват маслени филми в течаща вода и формират мехурчетата с телена примка. Работата с вода вместо с въздух има много предимства по отношение на контрола, измерването и наблюдаването на потоците. Нещо повече, наблюденията съвпадат с теоретичните прогнози за формата на филма.
Така че, ако искате да направите перфектните мехурчета, според това проучване е по-добре да намерите тръбичка с 1,5-инчов периметър (3.81 см или 1.2 см диаметър) и леко да издухвате с постоянна скорост от 6,9 см/сек. Ако е по-бързо или по-бавно, балонът ще се спука, същото важи и за тръбичката, ако е по-малка или по-голяма.
Рецепти за перфектни сапунени мехурчета
Деца и родители често са разочаровани от течността за мехурчета, която си забъркват сами. Представяме ви няколко рецепти за разтвори, чиито автори твърдят, че гарантират перфектни сапунени мехурчета.
От течен сапун
100 ml течен сапун,
20 ml дестилирана (преварена) вода,
10 капки глицерин.
Смесете сапуна и водата, изчакайте пяната да се утаи (ще отнеме около 2 часа), след това добавете глицерин. Разтворът се оставя да престои, за предпочитане на хладно място.
От препарат за миене на съдове
1/2 чаши течност за миене на съдове (не за съдомиялна!)
2 чаши вода,
2 супени лъжици захар.
Разбъркайте внимателно всички съставки. И готово. Вместо захар, можете да използвате 1-2 супени лъжици глицерин. И ако оставите разтвора за един ден в хладилника, мехурчетата ще бъдат идеални.
От бебешки шампоан
200 мл бебешки шампоан,
400 мл дестилирана вода.
3 супени лъжици глицерин или 6 супени лъжици захар.
Сместа се разбърква и оставя да престои 24 часа, след което се добавя глицерин (или захар).
Сапунени трикове
От захарен сироп - за експерименти
1 част от концентриран захарен сироп (съотношение: 1 част вода 5 части захар, например, 50 г захар - 10 мл вода)
2 части настърган сапун, 4 части глицерин, 8 части дестилирана вода.
С този разтвор можете например да изградите различни фигури от сапунени мехурчета върху гладката повърхност на маса.
За детско парти:
50 мл глицерин, 100 мл препарат за миене на съдове, 4 супени лъжици захар, 300 мл вода.
От тези съставки, можете да издуете гигантски сапунени мехури. Разтворът може да се приготви в басейн и да ги "издухвате" с гимнастически обръч или специално огъната тел. Не е нужно да духате, трябва само бавно да изваждате от басейна обръча многократно и да размахате рамката.
От прах за пране:
3 чаши гореща вода, 2 супени лъжици прах, 20 капки амоняк
Разтворът трябва варят в продължение на 3-4 дни, след това се филтрира. Това, разбира се, ще отнеме време, но може да сте сигурни, че мехурчетата от такъв разтвор ще бъдат големи и красиви, като в шоу.
Големи (1 метър в диаметър) мехурчета
Рецепта № 1
0.8 литра дестилирана вода, 0.2 л препарат за миене на съдове, 0.1 л глицерин, 50 гр захар, 50 гр желатин.
Накиснете желатина във вода, оставете го да набъбне. След това източете излишната вода. Разтопете желатина със захар, без да кипва. Изсипете получената течност в 8 части дестилирана вода, добавете останалите съставки и разбъркайте, без да се разпенва разтворът. От този разтвор се получават особено големи и здрави мехурчета, които са подходящи за деца, защото не са отровни.
Рецепта № 2
0, 8 литра дестилирана вода, 0.2 л препарат за миене на съдове, л-0,1 гел-лубрикант без примеси, 0.1 л глицерин.
Смесете гела, глицерина и препарата. Добавете гореща дестилирана вода и разбъркайте добре, без да създавате пяна. От този разтвор се получават особено здрави мехурчета, които не се разрушават дори при контакт с вода.
Забележка:
- Ако искате да получите мехурчета с аромат на ягоди, шоколад или някакъв друг, вземете съответната пяна за вана (смесена в съотношение 3:1 - 3 части пяна и една част вода).
- Многоцветни мехурчета могат да бъдат получени чрез разтваряне на оцветител за храна в сапунен разтвор. За да издухвате балончета с различни цветове едновременно, разделете пяната на различни флакони и добавете съответната боя.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари