Мыльные пузыри – мимолётная красота
Одна из любимых летних забав и детей и взрослых – выдувание мыльных пузырей. Лёгкий, прозрачный шар, летящий по воздуху и переливающийся всеми цветами радуги всегда вызывает интерес своей мимолётной, недолговечной красотой. Мыльный пузырь - уникальное физическое тело. Пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение, которое делает поведение поверхности похожим на поведение чего-нибудь эластичного. Вы можете пронаблюдать это явление медленно наливая воду в кружку до краёв и чуть больше. Вы увидите, что вода образует выпуклость, жидкость находится чуть выше краёв сосуда, и лишь потом выливается, так как пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того, чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют какие-нибудь поверхностно-активные вещества, например мыло. Стенка мыльного пузыря трехслойна: два внешних слоя мыла разделены подвижной водной перегородкой, по которой они плавают. Один из концов мыла (гидрофильный) любит воду, а другой (гидрофобный) предпочитает жир. В результате в двойной мыльной пленке все водолюбивые хвосты молекулы мыла ориентированы внутрь пленки, водоотталкивающие – наружу. Собственно, по этой причине мыло и удаляет грязь – остатки органического и неорганического происхождения. Молекулы мыла со всех сторон облепляют частицы грязи гидрофобными хвостами внутрь, образуя так называемую мицеллу – растворимую в воде оболочку вокруг нерастворимого кусочка грязи. Избыток соли в растворе нарушает образование мицелл. Вот почему невозможно качественно помыться в морской воде, и пузыри из соленой воды не получаются. Сферическая форма пузыря также получается за счёт поверхностного натяжения. Силы натяжения формируют сферу потому, что сфера имеет наименьшую площадь поверхности при конкретном объёме и считается поэтому идеальной формой. Эта форма может быть существенно искажена потоками воздуха и самим процессом надувания пузыря. Однако, если оставить пузырь плавать в спокойном воздухе, его форма очень скоро станет близкой к сферической. Разноцветные переливы на поверхности пузыря появляются за счёт преломления света при отражении световых лучей от двойных стенок пузыря. Как при появлении радуги. Пузырь летит вверх, потому что мы наполняем его своим тёплым дыханием, а тёплый воздух легче холодного. По этому же принципу летают и воздушные шары – воздух внутри шара нагревают при помощи горелок.