כולנו מתפעלים מהבועות, ובעיקר בועות סבון - צורתם העגולה לחלוטין והמשטח הזוהר שלהם בצבעים שונים. הצבע שלהם והעוצמה שמעצבים אותם. " בנים כינו בועות סבון חפץ ניסיוני מפואר והצביעו כי הכוחות המעצבים את הבועה קיימים בכל הנוזלים.
כוחות אלה אינם קיימים בכל מקום. חליטת תה לא יכולה להסתדר בלעדיהם, בלעדיהם אינך יכול לסגור את הברז הנוכחי במטבח, הם נזכרים כאשר צוללים למים. באופן כללי, לכל נוזל יש כוח זה.
מה גורם לטיפות מים להתכנס?
דמיין למלא בלון במים. ככל ששופכים לתוכו יותר מים, כך נמתח מעטפת הגומי של הכדור. בסופו של דבר זה יפסיק להימתח ולהתפרץ. עכשיו דמיין טיפת מים. מים אוספים בקצה הפיפטה בצורה של טיפה הולכת וגדלה. טיפה הולכת וגדלה. לבסוף, הוא מגיע לגודל קריטי מסוים ויורד מקצה הפיפטה.
בנים שאלו את עצמו את השאלה: "מדוע בדרך כלל נאספים מים בקצה הפיפטה בצורה של טיפה?" הרושם הוא שהמים זורמים לשקית אלסטית קטנה, כמו בלון. התיק הזה יורד מהפיפטה כשהוא מלא במים. באופן טבעי אין תיק אלסטי סביב הטיפה. אבל משהו חייב להחזיק את הצניחה בצורתו הקלאסית. חייבת להיות איזושהי פגז בלתי נראה, משהו כזה.
מתח פנים
משהו זה - תכונה של מים וכל נוזל אחר - נקרא מתח פני השטח. קח מים. מולקולות מים שמתחת לפני השטח קשורות זו בזו על ידי כוחות חזקים של אינטראקציה בין-מולקולרית. מולקולות הממוקמות בשכבת פני השטח חוות כוח אטרקטיבי רק מהמולקולות הבסיסיות והשכנות. כלומר, מולקולות מים לפני השטח נמשכות פנימה והחוצה. אינטראקציה זו של כוחות היא זו שיוצרת אפקט קולנוע, או מתח פנים, על פני המים.
לפיכך, מתח פני השטח יכול להיחשב כסוג של "קליפה" של מים. מעטפת זו גורמת לתלייה של טיפה בסוף ברז. כאשר הירידה הופכת להיות גדולה מדי, הקליפה אינה עומדת ונשברת. בנים הדגישו כי לנוזלים שונים יש קליפות חוזק שונות. לאלכוהול יש מתח פנים נמוך יותר, ולכן הוא יוצר טיפות קטנות יותר מאשר מים. אולם לכספית שמתרוצצת סביב הרצפה בכדורים קטנים כשהמדחום נשבר יש מתח פני השטח של פי שישה ממים.
מה מונע מבועת הסבון להתפרץ?
מתח השטח אינו מאפשר לבועת הסבון להתפרץ. כשמנמיכים את המסגרת לתמיסת סבון ואז מוציאים אותה משם, אתה רואה סרט קשת דק המכסה את לומן המסגרת. מכה על המסגרת. בועה תבלוט ממנה. סרט הסבון נמתח כמו קליפה אלסטית. לפוצץ עוד קצת. סרט הסבון ייסגר סביב האוויר, ובועת הסבון תצא למסע עצמאי, מנצנצת בכל צבעי הקשת.
לקליפת בועת הסבון יש תכונות אלסטיות, כך שהאוויר שבתוך הבועה נמצא תחת לחץ, כמו האוויר בתוך תא כדור הכדורגל. הערך בתוך לחץ הבועה תלוי בעקמומיות דופן הבועה. ככל שהעקמומיות גדולה יותר והבועה קטנה יותר, הלחץ גדול יותר. ניסוי בויז הוכיח כי אוויר שפרץ מבועת סבון מתפרצת עלול לכבות להבת נרות.
אבל מדוע אם כן הבועה עגולה?
התשובה נעוצה בעובדה שכוחות מתח השטח נוטים לתת לבועת הסבון את הצורה הקומפקטית ביותר. הצורה הקומפקטית ביותר בטבע היא כדור (ולא קוביה למשל). עם צורה כדורית, האוויר שבתוך הבועה לוחץ באופן שווה על כל חלקי הקיר הפנימי שלה (לפחות עד שהתפוצצה הבועה).
עם זאת, אותם בנים ציינו כי על ידי הפעלת כוח חיצוני, ניתן ליצור בועה בעלת צורה לא כדורית. אם מותחים סרט סבון בין שתי טבעות ומושכים אותו לפער, נוצרת בועת סבון בעלת צורה גלילית. ככל שגודל בועה גלילית כזו גדול יותר, כך כוחה פחות. בסופו של דבר, באמצע בועה כזו מופיעה היצרות והיא מחולקת לשתי בועות עגולות רגילות.