Hepimiz kabarcıklara, özellikle sabun kabarcıklarına hayranız - mükemmel yuvarlak şekilleri ve farklı renklerle yanardöner yüzeyleri. Renkleri ve onları şekillendiren güç. ” Çocuklar sabun köpüğünü muhteşem bir deneysel nesne olarak adlandırdılar ve kabarcığı şekillendiren kuvvetlerin tüm sıvılarda bulunduğuna dikkat çektiler.
Bu kuvvetler her yerde mevcuttur. Çay demleme onlarsız yapamaz, onlarsız mutfakta mevcut musluğu kapatamazsınız, suya dalış yaparken hatırlanırlar. Genel olarak, her sıvı bu güce sahiptir.
Damla suların bir araya gelmesini sağlayan nedir?
Bir balonu suyla doldurduğunuzu düşünün. Ne kadar fazla su dökerseniz, topun kauçuk kabuğu o kadar fazla gerilir. Sonunda, gerilmeyi ve patlamayı durduracaktır. Şimdi bir damla su hayal edin. Su, pipetin ucunda büyüyen bir damla şeklinde toplanır. Bir damla daha da büyüyor. Son olarak, belirli bir kritik boyuta ulaşır ve pipetin ucundan çıkar.
Çocuklar kendilerine şu soruyu sordu: “Su neden genellikle pipetin ucunda bir damla şeklinde toplanıyor?” İzlenim, suyun balon gibi küçük bir elastik torbaya akmasıdır. Bu torba su dolu olduğunda pipetten çıkar. Damla çevresinde doğal olarak elastik bir çanta yoktur. Ancak bir şey düşmeyi klasik biçiminde tutmalıdır. Bir çeşit görünmez kabuk olmalı, bir tür şey olmalı.
Yüzey gerilimi
Buna - suyun ve diğer sıvıların bir özelliği - yüzey gerilimi denir. Su almak. Yüzeyin altındaki su molekülleri, moleküller arası etkileşimin güçlü kuvvetleri ile birbirine bağlanır. Yüzey tabakasında bulunan moleküller sadece altta yatan ve komşu moleküllerden çekici bir kuvvet sergilerler. Yani, yüzey suyu molekülleri içeri ve dışarı çekilir. Suyun yüzeyinde bir film etkisi veya yüzey gerilimi yaratan kuvvetlerin bu etkileşimidir.
Bu nedenle, yüzey gerilimi bir tür su “kabuğu” olarak düşünülebilir. Bu kabuk, bir musluğun sonunda bir damla asılmasına neden olur. Damla çok büyüdüğünde, kabuk ayağa kalkmaz ve kırılır. Erkekler farklı sıvıların farklı mukavemet kabuklarına sahip olduklarını vurguladılar. Alkolün yüzey gerilimi daha düşüktür, bu nedenle sudan daha küçük damlacıklar oluşturur. Ancak, termometre kırıldığında zeminde küçük toplar halinde koşan cıva, suyunkinden altı kat daha fazla yüzey gerilimine sahiptir.
Sabun köpüğünün patlamasını ne önler?
Yüzey gerilimi sabun köpüğünün patlamasını önler. Çerçeveyi bir sabun çözeltisine indirip oradan çıkardığınızda, çerçevenin lümenini kaplayan ince bir gökkuşağı filmi görürsünüz. Çerçeveye üfleyin. Bir kabarcık ondan çıkmaya başlar. Sabun filmi elastik bir kabuk gibi gerilir. Biraz daha üfle. Sabun filmi hava etrafında kapanacak ve sabun köpüğü, gökkuşağının tüm renkleri ile parıldayan bağımsız bir yolculuğa çıkacak.
Sabun köpüğünün kabuğu elastik özelliklere sahiptir, bu nedenle balonun içindeki hava bir futbol topu odasındaki hava gibi basınç altındadır. Kabarcık basıncının içindeki değer, kabarcık duvarının eğriliğine bağlıdır. Eğrilik ne kadar büyük ve kabarcık ne kadar küçük olursa basınç o kadar büyük olur. Boyz, bir sabun köpüğünden çıkan havanın bir mumun alevini söndürebileceğini deneysel olarak kanıtladı.
Peki neden balon yuvarlak?
Cevap, yüzey gerilimi kuvvetlerinin sabun köpüğüne en kompakt şekli verme eğiliminde olmasıdır. Doğada en kompakt form bir toptur (örneğin bir küp değil). Küresel bir şekle sahip olan balonun içindeki hava, iç duvarının tüm parçalarına eşit şekilde bastırır (en azından balon patlayana kadar).
Bununla birlikte, aynı Çocuklar dış kuvvet uygulayarak küresel olmayan bir balonun yapılabileceğini belirtti. Bir sabun filmini iki halka arasına gerer ve bir boşluğa çekerseniz, silindirik bir sabun köpüğü oluşur. Böyle bir silindirik baloncuğun boyutu ne kadar büyük olursa, gücü o kadar az olur. Sonunda, böyle bir baloncuğun ortasında bir daralma görülür ve iki sıradan yuvarlak baloncuka bölünür.
