Мыльные пузыри по-научному

Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него. Вы можете заниматься всю жизнь его изучением, не переставая извлекать из него уроки физики.
Лорд Кельвин
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике

Цель работы: исследовать некоторые физические свойства (характеристики) моющего средства «FAIRY»
Задачи:
Экспериментально определить коэффициент поверхностного натяжения жидкостей (вода; раствор моющего средства разной концентрации; «Мыльные пузыри» фабричного производства).
Вычислить плотность раствора моющего средства.
Исследовать электрические и оптические свойства среды.
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике

Опыт 1.
«Вычисление коэффициента поверхностного натяжения жидкости».
Цель: рассчитать коэффициент поверхностного натяжения жидкости; выяснить, как изменяется коэффициент поверхностного натяжения при увеличении концентрации моющего средства.
Приборы и материалы: вода, моющее средство «Fairy», весы чашечные , набор разновесов, песок, нитки, пластилин, небольшой кусок проволоки, стеклянный сосуд, лабораторные стаканы.
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике

Способ измерения поверхностного натяжения жидкости.
1. Закрепить весы в лапке штатива и уравновесить их с помощью кусочка пластилина.
2. Взять проволоку и согнуть ее в двух местах, одинаково удаленных от концов.
3. К центру проволочки прикрепить ниточку и повесить на левую чашу весов.
4. Раствор моющей жидкости (разного процентного соотношения) поместить под чашей весов с проволочкой так, чтобы проволочка полностью погрузилась в раствор.
5. Постепенно подсыпать песочек в противоположную чашу весов.
6. Как только мыльная пленка, тянущаяся за проволочкой лопнет, перестать сыпать песок и взвесить его.
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике

Расчёты:
Масса чистой воды-200 г: масса песка и листочка - 2,4 г; масса листочка - 0,24 г; масса песка - 2,16 г; вес песка – 21,168 · 10 ˉ³ Н (P=mg), ширина плёнки-0,08 м
F= P – Pп = 21,1 68 · 10 ˉ³ - 10 · 10 ˉ³ = 11, 168 · 10 ˉ³ (Н)
Pп – вес проволочки «П» образной формы.
σ – коэффициент поверхностного натяжения.
σ = F/2l = 69,8·10ˉ³ Н/м
Результаты :
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике

Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике
Вывод:
1. Вычислили поверхностное натяжение чистой воды и растворов моющей жидкости разной концентрации.
2. Составили таблицу значений с учётом погрешности измерений и представили их в виде диаграммы.
3. В справочнике по физике А.С. Еноховича узнали истинное значение σ воды -72,75 мН/м и сравнили с результатом, полученным экспериментально.
4. Сравнили собственные результаты исследования с табличными значениями, полученными московским школьником Д. Завьяловым («Наука и жизнь» № 1, 2002 г.) .

Опыт 2.
«Определение плотности моющего средства «FAIRY» ».
Цель: вычислить и сравнить плотность моющего средства с плотностью воды.
Приборы и материалы: измерительный цилиндр, рычажные весы, набор разновесов, лабораторный стакан, моющее средство «FAIRY».
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике

Расчёты и вычисление погрешности измерений:
ρ = 1060 кг/м³.
Ц. д. (измерительного цилиндра)=1( см³/ дел.). Погрешность измерения объёма : ∆V= 0,5 см³,
εv =∆ V /V= 0,00633, Δ m = Δвесов+ Δгирь+ Δподб. гирь =270 мг+ 76 мг+10 мг=356 мг. Δm=356 мг. По результатам взвешивания мы можем утверждать, что истинное значение массы воды в лабораторном стакане находится в интервале 0,0 83740 ± 0,000356 кг, εm=∆ m /m=0,00425 . Для расчёта погрешности мы воспользовались формулой: ερ= εm + εv = 0,00425+0,00633 = 0,011 (1%), тогда Δρ=ρ· ερ =1060·0,011 =11,66 кг/м³.
Вывод: Мы вычислили плотность исследуемой жидкости. Значение измеряемой величины:ρ=1060,00 ± 11,66 кг/м³
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике

Опыт 3.
«Вычисление поверхностного натяжения воды и 60%раствора ».
Цель: проверить достоверность результатов полученных в опыте 1. Установить зависимость коэффициента поверхностного натяжения раствора от концентрации моющего средства.
Приборы и материалы: капиллярные трубки, стеклянные лабораторные стаканы, штангенциркуль, 60% раствор моющего средства, вода.
Расчёты: σ=ρdhg/2; σ(раствора)= 19,48 мН/м, σ(воды)= 30,63 мН/м. Вывод: поверхностное натяжение воды больше, чем раствора моющего средства.
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике

Наблюдения.
«Преломление света».
Цель: убедиться в существовании явления преломления света, рассчитать абсолютный показатель преломления 60% раствора моющего средства.
Приборы и материалы: приборы из набора по оптике, исследуемые жидкости: вода и раствор моющего средства.
Расчёты:
α = 40º; β = 28º, sinα/sinβ = n2/ n1, тогда n2 = 1,37
Вывод: В эксперименте нам не удалось получить узкий луч, поэтому погрешность измерений велика. Истинность, вычисленного значения относительного показателя преломления раствора, подтвердить не удалось, т.к. отсутствует информация по данному вопросу.
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике

Наблюдения:
«Электрические свойства мыльного раствора и воды».
Цель: убедиться в том, что вода является диэлектриком. Сравнить электрические свойства жидкостей.
Приборы и материалы: набор лабораторного оборудования по электричеству, вода, 60% раствор «FAIRY».
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике

Наблюдения:
«Электрические свойства мыльного раствора и воды».
Вывод: В результате эксперимента мы убедились в плохой проводимости воды (лампа не загоралась), при помещении электродов в сосуд с раствором «FAIRY» наблюдалось свечение лампы, следовательно, можно утверждать, что данная жидкость проводник.
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике

Результаты исследования:
1.Мы вычислили коэффициент поверхностного натяжения жидкостей и сравнили со справочными данными, а так же с результатами исследования московского школьника Д. Завьялова.
2. Результаты измерений физических величин записали с учётом погрешности.
3. С помощью нового школьного лабораторного оборудования мы исследовали электрические свойства среды, наблюдали преломление луча при переходе из воздуха в раствор моющего средства.
4. Мы вычислили плотность моющего средства «FAIRY» (в справочной литературе плотностей моющих средств мы не обнаружили, сведения есть лишь о составляющих моющих средств).
5. Убедились, что качество мыльных пузырей зависит от веществ, входящих в раствор и от их концентрации.
Мыльные пузыри по - научному
Исследовательская работа по физике