Wir alle bewundern die Blasen, besonders die Seifenblasen - ihre perfekt runde Form und schillernde Oberfläche mit verschiedenen Farben. Ihre Farbe und die Stärke, die sie formen. “ Jungen nannten Seifenblasen ein großartiges experimentelles Objekt und wiesen darauf hin, dass die Kräfte, die die Blase formen, in allen Flüssigkeiten vorhanden sind.
Diese Kräfte sind allgegenwärtig. Das Brauen von Tee kann nicht ohne sie auskommen. Ohne sie kann man den aktuellen Wasserhahn in der Küche nicht schließen. Man erinnert sich, wenn man ins Wasser taucht. Im Allgemeinen hat jede Flüssigkeit diese Kraft.
Was bringt Wassertropfen zusammen?
Stellen Sie sich vor, Sie füllen einen Ballon mit Wasser. Je mehr Wasser Sie hineingießen, desto mehr dehnt sich die Gummischale des Balls. Am Ende hört es auf, sich zu dehnen und platzt. Stellen Sie sich jetzt einen Wassertropfen vor. Wasser sammelt sich an der Spitze der Pipette in Form eines wachsenden Tropfens. Ein Tropfen wird immer größer. Schließlich erreicht es eine bestimmte kritische Größe und löst sich von der Spitze der Pipette.
Jungen stellten sich die Frage: "Warum sammelt sich Wasser im Allgemeinen an der Spitze der Pipette in Form eines Tropfens?" Der Eindruck ist, dass das Wasser wie ein Ballon in einen kleinen elastischen Beutel fließt. Dieser Beutel löst sich von der Pipette, wenn er mit Wasser gefüllt ist. Es gibt natürlich keine elastische Tasche um den Tropfen. Aber etwas muss den Tropfen in seiner klassischen Form halten. Es muss eine Art unsichtbare Hülle geben, eine Art von etwas.
Oberflächenspannung
Dieses Etwas - eine Eigenschaft von Wasser und jeder anderen Flüssigkeit - nennt man Oberflächenspannung. Nimm Wasser. Wassermoleküle unter seiner Oberfläche sind durch starke Kräfte der intermolekularen Wechselwirkung miteinander verbunden. In der Oberflächenschicht befindliche Moleküle erfahren nur von den darunter liegenden und benachbarten Molekülen eine Anziehungskraft. Das heißt, Oberflächenwassermoleküle werden nach innen und außen angezogen. Es ist diese Wechselwirkung von Kräften, die die Wirkung eines Films oder einer Oberflächenspannung auf die Wasseroberfläche erzeugt.
Somit kann die Oberflächenspannung als eine Art „Hülle“ aus Wasser betrachtet werden. Diese Schale lässt einen Tropfen am Ende eines Wasserhahns hängen. Wenn der Tropfen zu groß wird, steht die Schale nicht auf und bricht. Jungen betonten, dass verschiedene Flüssigkeiten unterschiedlich starke Schalen haben. Alkohol hat eine geringere Oberflächenspannung und bildet daher kleinere Tröpfchen als Wasser. Das Quecksilber, das beim Brechen des Thermometers in kleinen Kugeln über den Boden läuft, hat eine sechsfache Oberflächenspannung wie Wasser.
Was verhindert das Platzen der Seifenblase?
Die Oberflächenspannung verhindert das Platzen der Seifenblase. Wenn Sie den Rahmen in eine Seifenlösung absenken und dann von dort herausnehmen, sehen Sie einen dünnen Regenbogenfilm, der das Lumen des Rahmens bedeckt. Schlag auf den Rahmen. Eine Blase wird herausragen. Der Seifenfilm ist wie eine elastische Schale gespannt. Schlag noch mehr. Der Seifenfilm wird sich in der Luft schließen und die Seifenblase wird sich auf eine unabhängige Reise begeben, die in allen Farben des Regenbogens schimmert.
Die Hülle der Seifenblase hat elastische Eigenschaften, so dass die Luft in der Blase unter Druck steht, wie Luft in der Kammer eines Fußballs. Der Wert innerhalb des Blasendrucks hängt von der Krümmung der Blasenwand ab. Je größer die Krümmung und je kleiner die Blase ist, desto größer ist der Druck. Boyz hat experimentell bewiesen, dass Luft, die aus einer platzenden Seifenblase platzt, die Flamme einer Kerze löschen kann.
Aber warum ist die Blase dann rund?
Die Antwort liegt in der Tatsache, dass Oberflächenspannungskräfte dazu neigen, der Seifenblase die kompakteste Form zu geben. Die kompakteste Form in der Natur ist eine Kugel (und zum Beispiel kein Würfel). Bei einer Kugelform drückt die Luft in der Blase gleichmäßig auf alle Teile ihrer Innenwand (zumindest bis die Blase platzt).
Dieselben Jungen stellten jedoch fest, dass durch Anwenden äußerer Kraft eine Blase mit nicht kugelförmiger Form erzeugt werden kann. Wenn Sie einen Seifenfilm zwischen zwei Ringen spannen und bis zu einem Spalt ziehen, bildet sich eine zylindrische Seifenblase. Je größer eine solche zylindrische Blase ist, desto geringer ist ihre Festigkeit. Am Ende tritt in der Mitte einer solchen Blase eine Verengung auf, die in zwei gewöhnliche runde Blasen unterteilt ist.
