Научно - исследовательский проект "Тайна мыльных пузырей"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение  «Средняя общеобразовательная школа №1 с углублённым изучением отдельных предметов» Научно – исследовательский проект «Тайна мыльных пузырей»                                                            Исполнитель: Мальцева Арина                                                                                  ученица 3 класса «А»                                                            Руководители: классный руководитель                                                            Долгополова Р.Г.                                                            Мама – Мальцева И.К.                                                             г. Каменск­Уральский 2016г. Оглавление  Введение Тайна 1: Происхождение мыльного пузыря Тайна 2: Что такое мыльный пузырь Тайна 3: Почему мыльный пузырь круглый? Тайна 4: Мыльные пузыри и рекорды Тайна 5: «Хрустальные шары Тайна 6: Разные способы приготовления мыльных пузырей Заключение  Список литературы Введение Мыльные пузыри ­ любимая забава для детей и даже для взрослых. Они  парят в воздухе, переливаясь всеми радужными красками, и всегда вызывают  улыбку. Маленькую баночку с мыльными пузырями, сейчас легко можно  купить в магазине. Однако она быстро заканчивается, а еще в них бывает не  слишком хороший состав, и ожидаемый фейерверк мыльных пузырей,  ограничивается лишь десятком маленьких пузырьков.  Вот и мы задумались о том, чтобы сделать раствор для мыльных  пузырей самостоятельно. А еще лучше, чтобы из такого раствора получались  мыльные пузыри больших размеров.  Многие из нас пытаются надуть большие мыльные пузыри, бесконечно  экспериментируя с шампунями, порошками и мылом. Однако и в таком,  казалось простом, мыльном деле, мы нашли немало хитростей. Конечно, всё  зависит от состава мыльных пузырей. Мы нашли десять рецептов мыльных  пузырей, но какой из них лучше, понять весьма сложно, поэтому решили  попробовать их все.   Цель моего исследования: приготовление и проверка раствора для  мыльных пузырей в домашних условиях. Задачи:  ­ узнать, что такое мыльные пузыри,  ­ найти различные рецепты приготовления мыльных пузырей в литературе, ­ провести эксперименты, позволяющие выяснить качество приготовленного раствора для надувания мыльных пузырей.                              Я выдвинула следующую гипотезу: только из заводского раствора получаются мыльные   пузыри   больших   размеров.          Объект исследования: мыльные пузыри.         Предмет исследования: состав мыльных пузырей.  Мыльный пузырь, пожалуй, самое восхитительное и самое  изысканное явление природы.  Марк Твен. «Выдуйте мыльный пузырь  и смотрите на него:  вы можете заниматься  всю жизнь его изучением,  не переставая извлекать  из него уроки…».  Кельвин. Тайна 1: Происхождение мыльного пузыря. В сети интернет я узнала историю появления мыльных пузырей. Она   связана с человеком по имени Пампатус, который из­за своего страха сам того не подозревая придумал  способ выдувания мыльных пузырей.            В один прекрасный день, когда наконец­то создали мыло король, ничуть не шутя, приказал всем вымыться мылом под страхом смертной казни. Только один   старый   сапожник   по   имени   Пумпатус   сидел,   спрятавшись,   в   своей сапожной   будке.  Больше   всего   на  свете   Пумпатус   не  любил   мыть  шею.  За окном   послышались   шаги.   Два   огромных   стражника   взяли   Пумпатуса подмышки и через пять минут уже подвели его к городской тюрьме. В комнате, где   заперли   Пумпатуса,   была   ванна   с   мыльной   пеной   и   много   полотенец. «Согласен?»   ­   спросили   два   огромных   стражника.   «Ни   за   что!»   ­   отвечал Пумпатус. И его оставили, чтобы он в последний раз выкурил свою трубку. Пумпатус   затянулся   и   вдруг   увидел,   что   из   трубки   вылетел   прекрасный прозрачный   шар.   Шар   вылетел   в   окно   и   засиял   на   солнце:   в   нем   прыгали маленькие радуги. За первым шаром вылетел второй. Пумпатус во все глаза смотрел на происходящее чудо. Прохожие внизу тоже задрали головы, чтобы посмотреть на это. Вскоре собралась толпа, и начался переполох. О том, что Пумпатуса должны были казнить, все, конечно, забыли. Профессор, которого пригласили   во   всём   разобраться,   осмотрел   трубку   Пумпатуса.   «В   трубку попала мыльная пена. Вот в чём дело», ­ объявил профессор толпе под окном. В этот день никто не курил трубок. Все наполнили трубки мыльной пеной и пускали   пузыри. Все  небо  было  разноцветным   от  мыльных  пузырей. Дамам стали дарить букеты из мыльных пузырей. Правда такие букеты лопались, но зато вместо них приходилось дарить сразу новые. И дамы были счастливы. Пумпатуса,   конечно,   не   казнили,   а   после   этого   мыльные   пузыри   стали популярны не только в одном маленьком королевстве, но и в  целом мире! .  Тайна 2: Что такое мыльный пузырь? 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 при прикосновении или самопроизвольно. Из­за недолговечности мыльный пузырь стал   синонимом   чего­то   привлекательного,   но   бессодержательного   и недолговечного.   В   словаре   Ожегова   о   нем   упоминается   как   о   чем­ нибудь  ярком,   но   непрочном,   о   дутой   величине.   О   том,   что   быстро появляется и быстро исчезает. Тайна 3: Почему мыльный пузырь круглый? Все   мы   восхищаемся пузырями,   особенно   мыльными   —   их   идеально круглой формой и переливающейся разными красками поверхностью. Чарльз Бойз назвал мыльные пузыри великолепным экспериментальным объектом и указал,   что   силы,   которые   придают   форму   пузырю,   присутствуют   во   всех жидкостях. Эти силы вездесущи. Без них не обходится заварка чая, без них нельзя закрыть текущий кран на кухне, о них помнят, ныряя в воду. В общем, всякая жидкость обладает этой силой. Представим себе, что мы наполняем водой воздушный шарик. Чем больше воды мы в него наливаем, тем сильнее растягивается   резиновая   оболочка  шарика.  В  конце   концов,  она   перестанет растягиваться и лопнет. Теперь представим себе каплю воды. Вода собирается на кончике пипетки в виде растущей капли. Капля становится все больше и больше.   Наконец   она   достигает   определенного   критического   размера   и отрывается от кончика пипетки  Чарльз Бойз был так заинтригован мыльными пузырями, что написал 200 страничную книгу «Мыльные пузыри. Их цвет и силы, придающие им форму»   Так все же почему мыльный пузырь круглый?  Причина этому – силы поверхностного   натяжения   жидкости. 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 стенке (по крайней мере до тех пор, пока пузырь не лопнет). Тайна 4: Мыльные пузыри и рекорды Посмотрите на эту картинку внимательно. Это не Фотошоп, не  визуальный эффект. Это – мыльный пузырь! Самый настоящий мыльный  пузырь, если не считать, что он просто огромный. Скажете, такое  невозможно? А вот и нет, потому что в США и Великобритании уже давно научились выпускать оборудование, способное выдувать большущие мыльные  пузыри. 37­летнему лондонскому предпринимателю Самсаму Баблмэну  удалось создать самый большой мыльный пузырь в мире. Его пузырь имеет  размеры  4,5 метра, в настоящее время считается чемпионом, в связи с чем  занесен в Книгу рекордов Гиннеса. Баблмэн использует пузыри в качестве  рекламных акций для собственной компании. Чтобы создать нечто подобное,  требуется специальное оборудование. Обычным детским мыльным набором не обойдешься.Сам вывел собственные формулы для создания мыльной воды,  кроме того, он работает только со своим оборудованием. Услугами  предпринимателя пользуются другие фирмы и компании. Секрет создания  гигантских мыльных пузырей мистер Баблмэн (а если проще, то Сэм  хит)держит в строжайшем секрете. Он использовал секретную формулу, над которой химичил двадцать  лет. “Все зависит от правильного мыльного раствора”, – рассказывает мастер.  – “Если у вас нет правильного состава, вы можете дуть сколько угодно, но у  вас ничего не получится».Однажды Сэм Хит выдул мыльный пузырь, внутри  которого находилось 50 человек. При этом сам мыльный пузырь был  настоящим «гигантом», который достигал в высоту 1,5 метров, а в ширину 3,3 метра. Как «взрываются» мыльные пузыри Не менее интересный, чем пускание пузырей, процесс их лопанья. Но, к  сожалению, процесс очень быстрый, поэтому человеческий глаз его  зафиксировать не может, а специальная фотокамера, делающая 500 снимков  за секунду вполне. Фотографу из Великобритании Ричарду Хиксу удалось  получить очень красивые снимки этого процесса. Помощницей Хикса стала его жена Сара. Именно она выдула и затем  лопнула этот замечательный пузырь. Госпожа Хикс пальцем нарушила поверхностное натяжение пузыря, и он лопнул. А в это время Ричардс с макро­камерой проводил съемку. Вот  результат: Тайна 5: «Хрустальные шары». Удивительно   красиво   смотрятся   на   улице   обычные   мыльные   пузыри. Застывая   на   морозе,   они   превращаются   в   подобие   стеклянных   шариков, украшающих елки на Новый год. Такие «хрустальные» красавцы получаются, когда температура воздуха ниже – 7 °C. Изготовьте смесь: возьмите талую воду и разведите  в  ней шампунь. Выдувать   шары  лучше  из  пластмассовой трубочки от шариковой ручки или из хозяйственной воронки для переливания жидкостей. Шары получаются совсем не хрупкими, если шар упадет, он не разобьется, на нем лишь появятся вмятины. На слабом морозе (от –3 до –7 °C) шары не замерзают, но можно попробовать провести небольшой эксперимент. Постарайтесь аккуратно положить на выдуваемый шар несколько снежинок – они   сразу   соскользнут   на   дно   пузыря,   и   на   том   месте,   где   снежинки расположатся,   начнется   процесс   кристаллизации.   Скоро   вы   увидите,   что пузырь полностью замерз. Он замерзнет и в том случае, если вы положите его на снег.  Тайна 6: Разные способы приготовления мыльных пузырей Раствор   для   мыльных   пузырей   можно   купить   в   магазине   или приготовить   самостоятельно. Кто   из   нас   не   переводил   флаконы   шампуня, чтобы попускать мыльные пузыри? У вас получалось?  У меня не очень. Пузыри, конечно, надувались, но либо лопались сразу, не   успев   оторваться   от   кончика   трубочки,   либо   всё­таки   отрывались,   но никуда не летели, а падали вниз и лопались, даже не успев соприкоснуться с землёй.   Радости   от   таких   пузырей   было   мало.   Оказывается,   чтобы приготовить состав для мыльных пузырей, надо знать несколько маленьких хитростей. О них, а точнее о рецептах раствора, мы сейчас и поговорим. Итак, как сделать мыльные пузыри? Для этого мне потребовалось:   Вода  ­Жидкость для мытья посуды  ­ Детский шампунь  ­ Стиральный порошок  ­ Глицерин  ­ Нашатырный спирт  ­ Сахар  ­ Чайник (кипяток)  А также: Баночки  Всевозможные мерные ёмкости  Трубочки  И конечно каждому из них полагается трубочка для надувания пузырей,  предварительно разрезанная на конце. Готовим 8 мыльных растворов по отобранным в литературе и интернете рецептам.  Составы   8   рецептов   мыльных   пузырей   даны     ниже.   Некоторые составы на первый взгляд одинаковые, но в таком тонком деле как мыльный пузырь, пропорции могут играть решающую роль. Для   проверки   качества   состава   мыльных   пузырей,   его   необходимо проткнуть пальцем, предварительно смочив его тем же мыльным раствором, и если   пузырь   не   лопнет,   то   состав   считается   хорошим.   Однако,   этот   тест прекрасно   прошли   все   8   мыльных   составов.   По   времени   –самым   долгим оказался   мыльный   пузырь   №2   и   №8.                Как уже было сказано, для выдувания больших мыльных пузырей, состава   из   существуют   различные   специальные   приспособления.   Но   для   начального эксперимента, я брала обычную коктейльную соломинку. К каждому составу применяется несколько попыток надуть максимально большой пузырь. И надо сказать, что многие составы показали весьма неплохие результаты. В этом тесте побеждают мыльные пузыри составов: 2,7,8. За ними следуют составы: 3 и  4.   Далее   все   остальные.  Таким   образом   можно   сделать   вывод:   мыльные пузыри по второму рецепту оказались самыми стойкими и большими.  Состав 1.   50 грамм сахара   10 грамм кипятка  Получили сироп. Смешать с моющим средством в соотношении 20  сиропа и 1 моющего средства.  Состав 2.  0,5 чашки детского шампуня   1,5 чашки воды   2 чайные ложки сахара  Смешать и добавить к полученной смеси столько же глицерина.  Состав 3.   200 мл детского шампуня   400 мл воды   3 столовые ложки глицерина  Смешать.  Состав 4.   16 частей воды   3 части моющего средства   1 часть глицерина  Состав 5.   100 мл воды   2 мл детского шампуня   10 мл. глицерина  Смешать и добавить нашатырный спирт до прозрачности. Состав 6.   4 части воды   1 часть моющего средства   1 часть глицерина   0,1 части нашатырного спирта  Смешать.  Состав 7.   600 мл. горячей воды   300 мл глицерина   20 капель нашатырного спирта   50 грамм порошкового моющего средства  Смешать, настоять 2­3 дня, профильтровать и еще на сутки поставить в  холодильник.  Состав 8.   1 литр воды   150 мл глицерина   300­400 мл детского шампуня  Некоторые составы на первый взгляд одинаковые, но в таком тонком  деле как мыльный пузырь, пропорции могут играть решающую роль. Заключение Изучая литературу и проведя эксперименты, я сделала вывод, что тайна приготовления мыльных пузырей с использованием жидких моющих средств,  мыла и воды очень проста.  Вода должна быть мягкая или, еще лучше, дистиллированная. Тяжёлая вода  из­за минерального содержания будет причиной хрупких пузырей, которые не  будут жить долго. Самый простой способ сделать воду мягче – хорошенько  прокипятить её и дать отстоятся. Лучше брать тёплую  воду в ней быстрее  растворяется мыло. Лучшее мыло для пузырей – простое хозяйственное, отечественного  производства. Хороши также пузыри из «Глицеринового» или любого жидкого моющего средства. Продолжительность жизни пузыря зависит от того, как долго он будет  оставаться влажным. Глицерин отлично замедляет время высыхания.   Свое выступление я бы хотела завершить стихами Маршака.  …Сияя гладкой пленкой, Взлетает шар надутый Растягиваясь вширь, Прозрачнее стекла. Выходит нежный, тонкий, Внутри его как будто Раскрашенный пузырь. Сверкают зеркала… Спасибо за внимание. Список литературы 1. Большая детская энциклопедия. – М.: Махаон, 2010.  2. Я. Е. Гегузин – “Пузыри” 3. Википедия – свободная энциклопедия 4. Лущекина О.Б. «Шоу мыльных пузырей, или куда может завести работа  над проектом» М., газета «Физика», №22, 2004. 5. Пузыри на морозе. М., «Наука и жизнь», №2, 1982 6. Толковый словарь Ожегов С.И. М., «Русский  язык», 1986 г 7. http://fun­bubbles.narod.ru/index.html