Исследовательская работа Ученика 4 «А» класса МБОУ СОШ № 21 Эльдемель Льва Руководитель – Мурейко С. А.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Введение Что такое мыльный пузырь История происхождения мыльных пузырей Как образуются мыльные пузыри Как лопается мыльный пузырь Свойства мыльных пузырей и опыты Формула мыльных пузырей Изготовление устройства для надувания мыльных пузырей 9. Как мыльные пузыри помогают людям? 10. Рекорды по надуванию пузырей 11. Заключение 12. Список литературы
ЦЕЛЬ Изучить природу мыльных пузырей. Провести исследования имеющихся рецептов мыльных пузырей, выявить наиболее эффективные из них. ЗАДАЧИ Изучить историю появления мыльных пузырей Исследовать свойства мыльных пузырей, полученных из разных растворов, а так же с использованием разных моющих средств. ГИПОТЕЗА При применении «секретного» вещества в составе раствора мыльные пузыри получатся крупными и крепкими. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ анализ литературы и информации в интернет сети, наблюдение, проведение опытов, сравнение и обобщение результатов.
ВВЕДЕНИЕ Соломинку простую сейчас возьму я в рот, Воды в нее втяну я, потом слегка подую в соломинку – и вот, сияя гладкой пленкой, растягиваясь вширь, Выходит нежный, тонкий, раскрашенный пузырь. Самуил Маршак АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ: Однажды я участвовал в шоу мыльных пузырей. Аниматор заключил меня в мыльный пузырь вместе с моей одноклассницей. Я был внутри мыльного пузыря! И это было так необычно. Мыльные пузыри всегда меня завораживали своей красотой, и я решил узнать все тайны мыльных пузырей и как самому сделать хороший раствор для мыльных пузырей. Английский учёный лорд Кельвин, живший в прошлом веке, однажды сказал: «Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него: вы можете заниматься всю жизнь его изучением, не переставая извлекать из него уроки физики» . Вот и я попытался изучить это удивительное природное творение.
ЧТО ТАКОЕ МЫЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ Для того, чтобы узнать, как и когда появились мыльные пузыри в первую очередь я пошёл в школьную библиотеку. В энциклопедиях о мыльных пузырях было очень мало информации и поэтому я обратился к интернет сети и занялся поиском информации о мыльных пузырях. Мыльный пузырь — тонкая многослойная плёнка мыльной воды, наполненная воздухом, обычно в виде сферы с переливчатой поверхностью. Мыльные пузыри обычно существуют лишь несколько секунд и лопаются прикосновении или самопроизвольно.
ИСТОРИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЙ МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЕЙ Когда и где точно появились мыльные пузыри и по сей день остаётся загадкой. Но доподлинно известно, что при раскопках древней Помпеи археологи обнаружили необычные фрески с изображением юных помпейцев, выдувающих мыльные пузыри. Значит, пузыри радовали детей и взрослых ещё во времена древней Помпеи. Видимо, у них были свои секреты производства мыла.
На картинах фламандских художников 18 века часто встречались изображения детей, выдувающих мыльные пузыри через соломинку. В 18 и 19 веках дети выдували мыльные пузыри, используя мыльную воду, оставшуюся после стирки. А в наше время, по календарю, 9 июня отмечают «День пускания мыльных пузырей» . Во многих городах устраивают так называемые флэш-мобы по пусканию пузырей.
КАК ОБРАЗУЮТСЯ МЫЛЬНЫЕ ПУЗЫРИ Свое изучение мыльных пузырей я решил начать с дотошного рассмотрения пузырей под микроскопом. Под микроскопом я увидел множество маленьких пузырьков, напоминающие пену. Одни пузыри были мутные, другие прозрачные. Мыльный пузырь состоит из трех слоев – тонкий слой воды зажатый меж двумя слоями молекул мыла. Секрет мыльных пузырей В чем же секрет мыльных пузырей? А секрет прячется в явлении, которое создает «кожу» у воды. Эта пленка на поверхности жидкости, которая всегда туго натянута. Это явление называют поверхностным натяжением.
Поверхностное натяжение, возникает на границе двух поверхностей. Не обязательно вода-воздух: капля масла в воде приобретает форму сферы тоже из-за поверхностного натяжения. Если наблюдать за водомеркой и за тем, как она удерживается на воде, то можно увидеть, что лапки водомерки не уходят под воду. Водомерка удерживается на воде за счет поверхностного натяжения. Опыт 1. Я осторожно положил на воду монетку, монетка удерживалась на плаву и не тонула. Поверхностное натяжение воды удерживает монетку. Опыт 2: Я положил смоченную петельку нитки на рамку с мыльной пеной. Кольцо нитки тут же расправилось и выпрямилось в круг. Мыльная пленка силой натяжения поверхности растянула нитку в правильное кольцо.
КАК ЛОПАЕТСЯ МЫЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ А теперь посмотрим обратный процесс, как лопается мыльный пузырь и разрушаются стенки пузыря. Если разрушить поверхностное натяжение мыльной пленки, то пузырь распадается на тысячи мелких капелек.
СВОЙСТВА МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЕЙ И ОПЫТЫ Почему мыльный пузырь круглый. В мыльных пузырях и воздушных шарах содержится воздух. Воздух, надуваемый в трубочку, давит одинаково во все стороны и растягивает мыльную пленку одинаково. Поэтому надутый мыльный пузырь имеет форму шара. Стенки мыльного пузыря настолько тонкие, что почти ничего не весят. Именно поэтому мыльный пузырь так легко подхватывается ветром и летит по воздуху. Опыт 3: Я решил понаблюдать за тем, как растягивается мыльная плёнка и образуется в пузырь. Для этого я провел следующий опыт. Я натянул горлышко воздушного шарика на катушку и надул шарик. Катушку обмакнул в мыльный раствор и я начал потихоньку выпускать воздух из шарика и наблюдать за тем, как из мыльной плёнки образуется пузырь.
Пузыри принимают форму того объекта, в котором их надувают. Опыт 4: Я решил проверить эту теорию и надувал пузыри через треугольную и квадратную рамки. Пузырь, надутый в треугольнике, принял форму треугольника, а пузырь, надутый в квадрате, принял форму квадрата. Данный эксперимент показывает, что пузыри могут принимать не только круглую форму. Это объясняется гибкостью стенок мыльного пузыря, которые могут с легкостью принять любую форму и размер.
Опыт 5: Я решил так же попробовать выдувать пузыри через несколько отверстий сразу. Для этого я положил на ванночку с мыльным раствором решето и опустил соломинку в раствор и стал дуть. Из решета полезли пузыри, которые не лопались а росли соединяясь с соседними пузырями стенками. Воздушный поток, протекающий изо рта через трубочку ванночку, создал воздушные карманы в плёнке из мыльного раствора в тех местах, где раствор покрывал маленькие дырочки в решете. Потом я попробовал выдуть два пузыря одновременно через специальную трубочку, у которой было сразу две рамки. Воздушный поток равномерно стал проходить по обоим веткам трубочки и из обоих рамок одновременно выдувалось два пузыря.
Опыт 6: Пузырь в пузыре. Если прикоснуться к мыльному пузырю сухим предметом, то он сразу же лопнет. Но трубочки, смоченной в мыльном растворе, пузырь не боится. Смоченную трубочку в мыльном растворе можно протолкнуть в мыльный пузырь и выдуть внутри этого мыльного пузыря новый пузырь. Если вытащить трубочку, второй пузырь упадет на дно большого и будет лежать в нем, как яблоко в корзине. Чтоб вытолкнуть второй пузырь из первого, надо лишь вытащить трубочку и слегка стряхнуть и тогда второй мыльный пузырь повиснет снизу гирляндой.
Таким образом я провел несколько опытов надувания пузырей. Один из самых сложных – «Матрешка» , когда надувается в пузырь, в нем другой, в другом еще один. «Матрешка» у меня получилась не сразу, а после нескольких попыток и я сделал вывод, что выдувать пузыри не так легко как кажется. Умение выдувать большие и красивые пузыри – своего рода искусство, требующее упражнения.
Опыт 7. Еще одно интересное исследование: замерзание пузырей. Для выдувания их надо выйти на улицу (естественно, зимой, в мороз). Уже при температуре − 15°C пузырь замёрзнет. Что интересно, замерзший мыльный довольно прочный, не хрупкий, при падении не раскалывается на мелкие кусочки. У меня эксперимент получился частично. Так как эта зима удалась очень морозной , температура все время держалась -20 °C и ниже. Мыльная пленка застывала уже в рамке для выдувания пузырей. Мыльный раствор в чашке тоже начал замерзать, но мне все же удалось выдуть пузырь и понаблюдать за чудесными превращениями.
На моих глазах на мыльной пленке сначала появился один кристаллик, потом от него отделился другой и мыльный пузырь стал покрываться кристалликами по всей поверхности. Я смог понаблюдать за чудесным превращением мыльного пузыря в хрустальный шар со сказочным узором.
ФОРМУЛА МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЕЙ После проведенных исследований, я выделил несколько характеристик замечательных пузырей – они должны быть крепкими, не лопаться сразу, долго существовать, легко и красиво выдуваться. Теперь мне осталось составить идеальный раствор для мыльных пузырей, которые будут обладать такими качествами. Сперва я изучил в интернет сети рецепты мыльных растворов и все они были разные. Я решил провести собственные опыты по составлению растворов , но при этом и учесть советы опытов пузырологов. Итак, я взял различные моющие средства, воду, сахар, глицерин, приготовил рамки и соломинки и приступил к смешиванию мыльных растворов для пузырей.
Я пронумеровал маркером все стаканчики, приготовил таблицу для заполнения и приступил к исследованию. В 1 стакане – раствор воды и мыла. Во 2 стакане – раствор воды и шампуня В 3 стакане раствор воды и стирального порошка. В 4 стакане – раствор воды и моющего средства для посуды. В 5 стакане раствор воды, средства для мытья посуды, глицерин и сахар. Смешав растворы я стал выдувать пузыри и наблюдать как долго они существуют, как легко выдуваются, насколько максимально большие пузыри выдуваются и сколько пузырей получалось сразу из 10 выдуваний, выдерживает ли пузырь – если его проткнуть смоченным в мыльном растворе пальцем. Все наблюдения я отмечал в таблице.
По результатам таблицы я отметил, что формула мыльного раствора в стакане № 5 наиболее лучшая. Таким образом, путем исследования я открыл формулу идеального мыльного раствора для пузырей! № стакана Время жизни пузыря Крепость пузыря Величина пузыря Сколько пузырей получалось из 10 выдуваний 1 стакан 30 сек 1 сек 7 см 9/10 2 стакан 10 сек 5 см 8/10 3 стакан 60 сек 1 сек 7 см 9/10 4 стакан 10 сек 5 сек 10 см 8/10 5 стакан 180 сек 60 сек 10 см 10/10 Теперь можно испытать этот раствор и я стал искать, что можно использовать еще вместо обычной рамки для мыльных пузырей. И для меня стало открытием, что годится все, что имеет какие ни будь отверстия!
• Шумовка • Воронка • Ножницы • Кипятильник
• Открывашка • Терка • Овощечистка • Толкушка
• Яблокорезка • Стаканчик • Мыльница • Пальцы мои
ИЗГОТОВЛЕНИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ НАДУВАНИЯ МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЕЙ Мои исследования не только подняли мне настроение , но и подтолкнули на мысль – А что, если изобрести машинку для пускания мыльных пузырей? Ведь это просто, надо обеспечить непрерывный поток воздуха и вращение рамки. Для подачи воздуха я решил использовать старенький фен. Я попросил папу помочь мне и посоветовать, как сконструировать такое устройство. Папа посоветовал убрать нагревательные элементы из фена и оставить в нем только вентилятор. Фен прикрутить к конструкции ручного миксера, а к ручному миксеру уже присоединить рамку для выдувания пузырей.
Рамку для мыльных пузырей я решил изготовить из пластиковой крышки. Я нанес на рамку несколько кружков и аккуратно вырезал их. Потом я прикрепил рамку и фен к миксеру, и приступил к испытанию. К моей большой радости, моя машинка по выдуванию пузырей работала!
КАК МЫЛЬНЫЕ ПУЗЫРИ ПОМОГАЮТ ЛЮДЯМ? Где используются мыльные пузыри? На самом деле у мыльных пузырей есть очень важная «профессия» . Всякая мыльная пена включает в себя огромное количество мыльных пузырьков. Их оболочка сделана из воды. Вся грязь прилипает к пузырькам, а мыльную пену под струей воды уже смыть гораздо легче. Именно крошечные мыльные пузыри в мыльной пене и выполняют основную работу мыла, стиральных порошков и других моющих средств, отмывая грязные руки и отстирывая белье и одежду.
То же самое делают на заводах, когда хотят отделить, отмыть руду от «пустой породы» — от камня. И руда и камень в воде тонут. Но в пене, если их измельчить, они не тонут. У пузырьков пены очень большая сила. Пузырьки подымают и кусочки руды, и кусочки камня и выносят их наверх. И тут начинается отбор. Кусочки породы не могут долго держаться на пузырьках и падают на дно. А частички руды не падают. В конце концов в аппарате получается корка руды, которую легко снять. Значит, мыльные пузыри годятся не только для забавы. Человек хитер — он и мыльные пузыри заставил на себя работать.
РЕКОРДЫ ПО НАДУВАНИЮ МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЕЙ Сэм Хит продемонстрировал в лондонском Финсберипарке свой новый самый большой в мире свободноплавающий мыльный пузырь. Этот пузырь Хита растянулся на 6 метров в длину и примерно 1, 5 метров в ширину, получается, что его пузырь вмещает 13, 5 тысячи литров. Пузыреолог Сэм увлёкся тончайшей материей в возрасте семнадцати лет. С тех пор он научился творить самые настоящие чудеса и даже создал свою собственную компанию Bubble Inc. , которая торгует мыльными смесями, особым оборудованием и устраивает шоу. Нынешний переливающийся всеми цветами радуги гигант был получен с помощью обыкновенных палок и верёвки. Секрет скорее в формуле используемого раствора (которую Сэм, естественно, тщательно скрывает).
Один из рекордов Сэма - в ноябре 2007 года он (в количестве 66 штук), а в 2008 году – 50 детей. умудрился запихнуть в один большой мыльный пузырь больше всего маленьких пузырей. 19 сентября в Ванкувере, Канада, состоялось необычное шоу, на котором непревзойденному иллюзионисту Фану Янгу удалось в 12 -й раз записать свое имя в Книгу рекордов Гиннесса — он надул мыльный пузырь, в котором поместился 181 человек. Фан Янг поставил участников представления на платформу, где был разлит мыльный раствор, приготовленный по его собственному рецепту. Кроме того, иллюзионист сконструировал специальный подъемник, который помогал ему в процессе надувания пузыря.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проводя эксперименты, я открыл для себя: 1. Для выдувания пузырей лучше использовать различные трубочки и рамки. Чем больше диаметр трубки или рамки, тем крупнее получается пузырь. 2. Мыльные пузыри необходимо выдувать спокойно, равномерно, иначе, мыльная плёнка быстро рвётся. 3. Радужные переливы мыльных пузырей зависят от мыльной концентрации (чем меньше мыла в растворе, тем пузыри получаются воздушнее, более искрящимися и наоборот). 4. Выдувая мыльные пузыри, поднимается настроение, забываются все проблемы и, действительно, хорошо разрабатываются лёгкие. Всё это благотворно влияет на здоровье. 5. Мыльные пузыри можно заморозить. 6. Мыльные пузыри всегда стремятся принять форму сферы. 7. Выдувать пузыри не так легко как кажется. Умение выдувать большие и красивые пузыри – своего рода искусство, требующее упражнения. 8. Теперь я знаю хорошую формулу раствора для мыльных пузырей.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ: 1. Асламазов Л. Г. , А. А. Варламов. «Удивительная физика» , Библиотечка «Квант» 1987 г. 2. Гегузин Я. Е. «Пузыри» 3. Горев Л. А. . «Занимательные опыты по физике» , Москва «Просвещение» 1985 г. 4. Журнал «Наука и жизнь» , № 2, 1982 5. Михаил Ильин «Рассказы о вещах» , Гослитиздат, Москва, 1962. 6. Малофеева Н. Н. «Большая книга самых интересных фактов» , М. : ЗАО «РОСМЭН-пресс» , 2010. – С. 149 Ресурсы сети интернет: 1. Самые большие мыльные пузыри в мире, сайт Blogga. Ru Как сделать мыльные пузыри. http: //www. all-ebooks. com/ 2. «Всё знайка» http: //www. vse-znaykin. ru/mil_puz. php 3. Научно-познавательный портал «Мега наука» http: //meganauka. com/pochemu/80 -kak-chelovek-zastavil-rabotat-mylnye-puzyri. html 4. «Википедия» http: //ru. wikipedia. org/wiki/%D 0%9 C%D 1%8 B%D 0%BB%D 1%8 C%D 0%BD%D 1%8 B% D 0%B 9_%D 0%BF%D 1%83%D 0%B 7%D 1%8 B%D 1%80%D 1%8 C 5. «Сайт о мыльных пузырях» http: //bubblesmile. narod. ru/recept. htm 6. «Классная физика для любознательных» http: //class-fizika. narod. ru/p 146. htm
Скачать презентацию Исследовательская работа Ученика 4 А класса МБОУ СОШ
6cb032df2d874d5a5292cf3790460d9a.ppt