Исследовательская работа «Тайна лучшего мыльного пузыря»

XIII городская научно-практическая конференция школьников







Секция: юниор









Тема: «Тайна лучшего мыльного пузыря»










Автор работы: Оболенский Иван Александрович
Место выполнения работы: г.Невинномысск, ул.Калинина 159А МБОУ СОШ № 20, 4 «Б» класс Руководитель: Муренко Ольга Викторовна, учитель начальных классов МБОУ СОШ № 20, высшей категории









Невинномысск, 2014 год

Оглавление
страницы

Введение .
3

Глава 1. История мыльного пузыря
4

1.1. Что такое мыльный пузырь ..
4

1.2. Кто придумал мыльный пузырь ......
4

1.3. Почему мыльный пузырь круглый .
5

1.4. Жизнь мыльного пузыря .....
6

1.5. Чудо-пузыри ..
7

Выводы по первой главе
8

Глава 2. Практическое исследование по теме «Тайна лучшего мыльного
пузыря» ....
8

2.1. Отношение одноклассников к мыльным пузырям .
8

2.2. Рецепты приготовления мыльных пузырей в домашних условиях
8

2.3. Исследования эффективности средств для выдувания мыльных
пузырей и состава жидкости .....
9

Результаты исследования ....
9

Заключение ..
10

Литература ..
11

Приложения ..
12














Введение

Каждый человек хотя бы раз в жизни развлекался, глядя, как вокруг разлетаются маленькие радужные шарики, как подхватывает их ветер и несет вдаль. А ещё радостнее бывает тогда, когда эти маленькие переливающиеся шарики попадают в руки и лопаются на глазах.
Когда я впервые увидел мыльный пузырь? Наверное, это невозможно вспомнить. Потому что это были многочисленные личные флаконы с растворами мыльных пузырей, которые мне дарили мои родные. Я бесконечно запускал их и любовался ими. Они были разного размера. А какими разными, яркими и красочными всегда были мои пузыри! Я пытался брать их в руки. И иногда получалось, что некоторое время они находились на моей ладони и не лопались. Мне очень нравилось за ними наблюдать и мечтать о том, что это такие волшебные маленькие замки. И в них, конечно же, живут сказочные эльфы или другие маленькие человечки. И в любой момент они готовы унестись далеко, далеко.
А ещё я с большим интересом смотрел мультфильмы, в которых встречались мыльные пузыри. Но самое зачарованное действие было то, когда я первый раз увидел наяву шоу «Мыльные пузыри».
И вот тогда-то у меня и родилась идея: сделать собственный самый лучший мыльный пузырь.
Как можно получить самый лучший пузырь? Что для этого надо знать? На эти вопросы я решил ответить, проведя исследование. Поэтому и тема моей исследовательской работы «Тайна лучшего мыльного пузыря».
Объект исследования: растворы для мыльных пузырей.
Предмет исследования: получение больших пузырей из разных растворов.
Выполняя это исследование, я поставил перед собой цель:
используя разные рецепты мыльных растворов, выяснить из какого мыльного раствора получится самый большой и красивый долгожитель-пузырь.
В процессе работы над этой темой я сформулировал задачи:
узнать историю возникновения мыльных пузырей;
изучить рецепты приготовления мыльных пузырей;
исследовать свойства мыльных пузырей, полученных из разных растворов, а так же с использованием разных моющих средств
Я считаю, что тема моей работы актуальна,
во-первых, мыльные пузыри привлекают всех людей своей красотой, радужными переливами, удивительной хрупкостью и лёгкостью; не только дети, но и взрослые во все времена с удовольствием наблюдали за этим удивительным творением человека;
во-вторых, затейливые траектории полёта мыльного пузыря делают их забавной игрушкой для детей любого возраста;
в-третьих, наверное, каждый человек хоть раз в жизни изготовлял собственные мыльные растворы, для того чтобы получить большие, разноцветные мыльные пузыри своими руками.
К методам, которые я использовал при исследовании, можно отнести следующие:
анализ публикаций, материалов Интернета по данной теме;
сбор и сравнение информации;
практическая работа;
анализ результатов проведенного эксперимента.
Приступая к исследованию, я выдвинул гипотезу: из любого мыльного раствора можно получить большой и красивый пузырь, который «проживёт» долгую жизнь.

Глава 1 История мыльного пузыря
Что такое мыльный пузырь

Мыльный пузырь тонкая многослойная плёнка мыльной воды, наполненная воздухом, обычно в виде сферы с переливчатой поверхностью. [6] Мыльные пузыри обычно существуют лишь несколько секунд и лопаются при прикосновении или самопроизвольно. Их часто используют в своих играх дети.
Из-за недолговечности мыльный пузырь стал синонимом чего-то привлекательного, но бессодержательного и недолговечного.
Обычный мыльный пузырь представляет собой сферу, образованную тонкой плёнкой жидкости и заполненная воздухом (газом), и снаружи также окружённая воздухом. [5]

Кто придумал мыльный пузырь
О мыльных пузырях известно уже давно, ведь их, по свидетельствам археологов, люди выдували еще в древности. Найденные в Помпеи и древнем Китае фрески с изображенными на них детьми, играющими с мыльными пузырями, позволяют с уверенностью определить, когда человечество придумало эту забаву.
Это случилось несколько тысяч лет назад! Солидный возраст, ничего не скажешь, хотя их производство началось относительно недавно. В 19 веке, когда на одном из заводов, производящим [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], решили использовать для этой цели оставшуюся как отходы от основного производства мыльную воду. Фабричные дельцы были удивлены, насколько большой отклик у народа получила эта идея. Можно сказать, мыльные пузыри в тот момент были на пике популярности. С тех пор они вошли в нашу жизнь в виде маленьких тюбиков, заполненных мыльным раствором и  палочкой для выдувания. Бум мыльных пузырей в 20 веке пришелся на 60-е годы, когда они были провозглашены официальным символом движения хиппи, ставшего очень распространенным в то время. В нашем 21 веке этот воздушный символ праздника вновь стал очень популярны. [11]
А ещё я прочитал интересную сказку Шихзамановой Ольги «Кто придумал пускать мыльные пузыри». Это красивая выдуманная история о сапожнике по имени Пумпатус, который из-за своего страха сам того не подозревая придумал способ выдувания мыльных пузырей. Когда-то люди жили без мыла, и вот, наконец, мыло изобрели. В этот день все тёрли друг другу спины и обливались тёплой водой по приказу короля. А сапожник Пумпатус сидел, спрятавшись, в своей сапожной будке и грустно покуривал свою трубку. Он очень не любил мыть шею. Стражники его схватили и заперли в комнате, где стояла ванна с мыльной пеной. Но и тогда Пумпатус не согласился мыться. Его оставили, чтобы он последний раз перед смертной казнью выкурил свою трубку. Пумпатус затянулся и вдруг увидел, что из трубки вылетел прекрасный прозрачный шар. Шар вылетел в окно и засиял на солнце: в нём прыгали маленькие радуги. За шаром вылетел второй... Пумпатус во все глаза глядел на это чудо. Прохожие внизу тоже задрали головы. Вскоре собралась толпа, и начался переполох. О том, что Пумпатуса должны были казнить, все, конечно, и думать забыли. Профессор, которого пригласили во всём разобраться, осмотрел трубку Пумпатуса. "В трубку попала мыльная пена. Вот в чём дело", - объявил профессор толпе под окном.  Так и появился мыльный пузырь! [12] (приложение 1)
1.3. Почему мыльный пузырь круглый
Английский физик Бойз был так заинтригован мыльными пузырями, что написал 200 -страничную книгу: «Мыльные пузыри. Их цвет и силы, придающие им форму». Бойз назвал мыльные пузыри великолепным экспериментальным объектом и указал, что силы, которые придают форму пузырю, присутствуют во всех жидкостях.
У воды и любой другой жидкости есть свойство поверхностное натяжение, с помощью которого   создается на поверхности воды эффект пленки, «оболочки». Сила поверхностного натяжения не дает лопнуть мыльному пузырю.   Оболочка мыльного пузыря имеет эластичные свойства, поэтому воздух внутри пузыря находится под давлением, как воздух внутри камеры футбольного мяча.
Но почему же все - таки пузырь круглый?
Ответ заключается в том, что силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю максимально компактную форму. Самая компактная форма в природе это шар (а не куб, например). При шарообразной форме воздух внутри пузыря равномерно давит на все участки его внутренней стенки (по крайней мере, до тех пор, пока пузырь не лопнет).
Однако тот же Бойз заметил, что, приложив внешнее усилие, можно сделать пузырь несферической формы. Если растянуть мыльную пленку между двумя кольцами и потянуть на разрыв, то образуется мыльный пузырь цилиндрической формы. Чем больше размер такого цилиндрического пузыря, тем меньше его прочность. В конце концов, в середине такого пузыря появляется перетяжка, и он делится на два обычных круглых пузыря. [9, 10]
1.4. Жизнь мыльного пузыря
Рано или поздно мыльный пузырь все равно лопается.
Задумывался ли кто-нибудь над тем, как это происходит? Всем кажется, что это мгновенное действие. Вот мыльный пузырь еще есть, а вот он просто испарился в воздухе. Но не каждый знает, 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. 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. В подтверждение своих опытов ученые предоставили фото и видео, где четко виден процесс лопания мыльного пузыря.
Следует отметить еще, что обычные представления о недолговечности мыльных пузырей не вполне правильны: при надлежащем обращении удается сохранить мыльный пузырь в продолжение нескольких месяцев. Существовавший долгое время миф о недолговечности жизни мыльного пузыря, впервые опроверг английский исследователь Джеймс Дьюар. Он проводил опыты по консервации мыльного пузыря в изобретенном им сосуде с двойными стенками и добился времени хранения более месяца. Позже это изобретение легло в основу колб для термосов, емкостей для перевозки жидких газов и многих других полезных приспособлений.
Английский физик Дьюар (прославившийся своими работами по сжижению воздуха) хранил мыльные пузыри в особых бутылках, хорошо защищенных от пыли, высыхания и сотрясения воздуха; при таких условиях ему удалось сохранять некоторые пузыри месяц и более. Лоренсу в Америке удавалось годами сохранять мыльные пузыри под стеклянным колпаком. [7]
Еще одним довольно таки интересным фактом является то, что мыльный пузырь можно заморозить. И при этом он, вопреки ожиданиям, не разобьется, опустившись на землю, а станет эластичным, и если на него слегка надавить, то на нем появятся вмятины – видимые следы деформации. Замерзает мыльный пузырь при температуре около -7 0С. Для того чтоб заморозить мыльное чудо достаточно положить на него снежинку, и прямо у вас на глазах пузырь превратится в ледышку. Для этой цели можно также осторожно опустить пузырь на снег. Если надуть пузырь при температуре
·15 °C, то он замёрзнет при соприкосновении с поверхностью. Воздух, находящийся внутри пузыря, будет постепенно просачиваться наружу и в конце концов пузырь разрушится под действием собственного веса.
При температуре
·25 °C пузыри замерзают в воздухе и могут разбиться при ударе о землю. Если при такой температуре надуть пузырь тёплым воздухом, то он замёрзнет почти в идеальной сферической форме, но по мере того, как воздух будет охлаждаться и уменьшаться в объёме, пузырь может частично разрушиться, и его форма будет искажена. Пузыри, надутые при такой температуре, всегда будут небольшими, так как они будут быстро замерзать, и если продолжать их надувать, то они лопнут. [1, 4]

1.5. Чудо-пузыри
В истории мыльных пузырей был случай, когда гигантские мыльные пузыри занесли в книгу рекордов Гиннеса. Последним таким изобретателем, который создал гигантский мыльный пузырь, способный разместить в себе до 50 человек стал 37-летний Сэм Хит (23 ноября 2007года). Его мыльный пузырь достигал в высоту 1,5 метра, а в ширину 3,3 метра! Конечно же, для создания гигантского мыльного пузыря нужно определенное оборудование и некоторые навыки, но факт остается фактом. До сих пор состав жидкости для этих пузырей держится в строжайшей тайне. Пока мыльный пузырь Сэма Хита, еще известного как Самсам Баблмэн, остается самым большим пузырем в мире. [3]
Однако существуют и другие представители, которые в деле с мыльными пузырями также достигли немалых успехов. В 1996 году некий Алан Маккей выдул мыльный пузырь длиной в 32 метра, Фэн Янг в 1997 году выстроил стену из мыльных пузырей, общая площадь которой составляла 370 квадратных метров, а высота – около 48 метров. [3]
Выводы по первой главе
Мыльный пузырь тонкая многослойная плёнка мыльной воды, наполненная воздухом.
О мыльных пузырях человечество узнало давно; по свидетельствам археологов, на фресках, найденных в Помпее и древнем Китае изображены дети, играющие с мыльными пузырями. Но массовое производство мыльных пузырей началось лишь в 19 веке. И сразу же мыльные пузыри стали популярными у людей разного возраста.
Силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю максимально компактную форму. Самая компактная форма в природе это шар.
Рано или поздно мыльный пузырь все равно лопается. Но ученые, проводившие опыты по консервации мыльного пузыря в изобретенном сосуде с двойными стенками добились того, что пузырь хранился более месяца.
В истории мыльных пузырей были случаи, когда гигантские мыльные пузыри занесли в книгу рекордов Гиннеса.

Глава 2. Практическое исследование по теме «Тайна лучшего мыльного пузыря»
2.1. Отношение одноклассников к мыльным пузырям
В начале своего исследования я провел опрос среди своих одноклассников, в котором приняли участие 25 человек. Я задал ребятам следующие вопросы.
1. Нравится ли тебе пускать мыльные пузыри?
2. Приготавливал ли ты собственный раствор для мыльных пузырей?
3. Какой раствор тебе нравится использовать больше: купленный в магазине или собственноручно сделанный?
Результаты опросы приведены в виде диаграмм. (приложение 2)
А для себя я сделал вывод:
1) практически все ребята любят пускать мыльные пузыри;
2) все мои одноклассники пытались делать собственные растворы для мыльных пузырей;
3) но лишь 5 человек из опрошенных ребят продолжают экспериментировать и делать собственноручно растворы для мыльных пузырей.

2.2. Рецепты приготовления мыльных пузырей в домашних условиях
После опроса одноклассников и беседы с ними я выяснил, что в основном при приготовлении растворов для мыльных пузырей ребята брали воду, шампунь, мыло, моющие средства. Я и сам изготовлял свои растворы, просто смешивая все подряд в разных пропорциях, в надежде вывести идеальный и самый лучший раствор. Но, в конце концов, я нашёл в Интернете много рецептов мыльных пузырей. И решил выяснить экспериментальным путём, какой из них лучше. [2, 8] (приложение 3)
Самостоятельно я исследовал 10 составов (рецептов). (приложение 4)

2.3. Исследования эффективности средств для выдувания мыльных пузырей
и состава жидкости
При выполнении опытов я использовал разные составы и вот что у меня получилось:

рецепт
результат
свойства

Рецепт №1   

Мыльные пузыри выдуваются хорошо с помощью соломинок для коктейля. Но имеют небольшой размер и быстро лопаются.

Рецепт №2 
1 место
Пузыри получаются больших размеров; долго не лопаются; имеют красивую радужную расцветку. Эти пузыри удавалось брать в руки и играть. Прочность пузырям придал глицерин, который добавили в состав раствора.

Рецепт №3   

Мыльные пузыри выдувались через соломинки маленькие, быстро лопались

Рецепт №4   

Пузыри получаются небольших размеров, быстро лопаются.

Рецепт №5   

Получился большой пузырь. Но он оторвался, полетел и быстро лопнул. Пузыри получались красивого цвета.

Рецепт №6   

Пузыри получались небольшие, летали по комнате, но быстро лопались.

Рецепт №7  

Пузыри получались тяжёлые, небольшого размера, тут же лопались

Рецепт №8   
2 место
Пузыри получаются больших размеров; долго не лопаются; имеют красивую радужную расцветку.

Рецепт №9  

Пузыри выдуваются хорошо, получаются небольших размеров и быстро лопаются.

Рецепт №10 
3 место
Мыльные пузыри выдуваются хорошо, могут достигать больших размеров, долго не лопаются.



Результаты исследования
Выполняя свою исследовательскую работу, я исполнил свою мечту: у меня получился собственный самый лучший мыльный пузырь! Мой пузырь был примерно 15 см в диаметре. Он имел овальную форму, переливался всеми цветами радуги, долго продержался, и им можно было даже несколько секунд играть как мячиком.
Я выяснил, что наилучший способ получить самый большой и красивый долгожитель-пузырь это метод проб и ошибок. И из 10 растворов я для себя отобрал 3 рецепта, которые помогли мне достичь поставленной цели.
Вначале своего исследования, я выдвинул гипотезу, что из любого мыльного раствора можно получить большой и красивый пузырь, который «проживёт» долгую жизнь. Но моя гипотеза не подтвердилась. Не из каждого раствора получались чудо-пузыри. Самый лучший состав для выдувания мыльных пузырей – рецепт, в состав которого входит детский шампунь, глицерин, сахар, тёплая вода, нашатырный спирт.

Заключение
В заключении я задал себе вопросы:
«Чем для меня была полезна эта работа?»
«Чему она научила?»
Во-первых, я узнал много нового, интересного и полезного об истории возникновения мыльных пузырей. В ходе исследования у меня возникали вопросы. Для ответа на эти вопросы мне понадобились разные источники информации, с которыми я учился работать, старался находить и выделять главное в огромном мире информации.
Во-вторых, я научился сравнивать, анализировать, сопоставлять информацию. Мне понравилось экспериментировать с разными составами для выдувания мыльных пузырей.
В-третьих, как только я хорошо овладею техникой выдувания мыльных пузырей, используя не только трубочки, но и другие приспособления, я с большим удовольствием покажу то, чему научился своим одноклассникам и более младшим школьникам.












Литература
Гальрпершин Л. «Здравствуй, физика»
Гегузин Я.Е. «Мыльные пузыри»
Лущекина О.Б. «Шоу мыльных пузырей, или куда может завести работа над проектом», газета «Физика», №22, 2004
Элементарный учебник физики. Учебное пособие. (Под ред. Г.С. Ландсберга). Т.1. – М.: Наука, 2009
Энциклопедия для детей.[Т.16]. Физика. Ч. 1,2. – М.: Мир энциклопедий Аванта +, 2007
Энциклопедический словарь юного физика. Сост. В.А. Чуянов. – М.: Педагогика, 2009
http://top.list.ru. Мыльные плёнки и пузыри. Физика – это просто. Физика в игрушках. От теории к практике.
http://www.nevcos.ru/fl.html. Секрет раствора мыльных пузырей.
http://www.americaru.com Теория мыльных пузырей.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Электронный научно-популярный журнал «Вопросы: как и почему». Статья «Почему пузыри круглые».
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] История мыльного пузыря.
http://www.rusf.ru/books/ "Книжная полка".


























П Р И Л О Ж Е Н И Я





























13PAGE \* MERGEFORMAT14215




MђЗаголовок 2MђЗаголовок 315