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私たちは皆、泡、特に石鹸の泡を賞賛します-完全に丸い形とさまざまな色の虹色の表面。それらの色とそれらを形作る強さ。」男の子は石鹸の泡を壮大な実験対象と呼び、泡を形作る力はすべての液体に存在することを指摘しました。
これらの力は遍在しています。お茶の醸造はそれらなしではできません。それらなしでは、キッチンの現在の蛇口を閉じることができません。水に飛び込むときにそれらは記憶されます。一般に、どの液体にもこの力があります。
何滴の水が一緒になるのですか?
風船に水を入れることを想像してみてください。そこに注ぐ水が多いほど、ボールのゴムのシェルが伸びます。最後に、それはストレッチを停止し、バーストします。今、一滴の水を想像してみてください。水は、ピペットの先端に滴の形で集まります。ドロップはどんどん大きくなっています。最後に、それは特定の重要なサイズに達し、ピペットの先端から外れます。
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少年たちは自分に質問しました。「水がピペットの先端に一滴の形で集められるのはなぜですか。」風船のように水が弾力のある小さな袋に流れ込むような印象です。このバッグは、水がいっぱいになるとピペットから外れます。ドロップの周りに弾性バッグはありません。しかし、何かがその低下を古典的な形で保持する必要があります。ある種の目に見えないシェル、ある種の何かがあるはずです。
表面張力
この何か-水と他の液体の特性-は表面張力と呼ばれます。水を取る。その表面下の水分子は、分子間相互作用の強力な力によって相互接続されています。表面層にある分子は、その下にある分子と隣接する分子からのみ引力を受けます。つまり、表面の水分子は内側と側面に引き寄せられます。この力の相互作用が、水面でのフィルムまたは表面張力の効果を生み出します。
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したがって、表面張力は水の一種の「殻」と考えることができます。このシェルは、水栓の端で水滴を垂らします。ドロップが大きくなりすぎると、シェルが立ち上がらず壊れます。男の子たちは、異なる液体には異なる強度の殻があることを強調しました。アルコールは表面張力が低いため、水よりも小さな液滴を形成します。しかし、温度計が壊れたときに小さなボールで床の周りを走る水銀は、水の表面張力の6倍です。
シャボン玉の破裂を防ぐものは何ですか?
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表面張力は、シャボン玉の破裂を防ぎます。フレームを石鹸液に沈め、そこから取り出すと、フレームの内腔を覆う薄いレインボーフィルムが見えます。フレームを吹く。そこから気泡がはみ出します。石鹸のフィルムは、弾力性のあるシェルのように伸ばされます。もう少し吹きます。シャボン玉は空気の周りを閉じ、シャボン玉は虹のすべての色できらめく独立した旅に出ます。
シャボン玉のシェルには弾性があるため、サッカーボールのチャンバー内の空気のように、気泡内の空気には圧力がかかっています。気泡内圧は気泡壁の曲率に依存します。曲率が大きく、気泡が小さいほど、圧力は大きくなります。ボイズは実験的に、破裂するシャボン玉から破裂する空気がろうそくの炎を消すことができることを証明しました。
しかし、それではなぜ、バブルは丸いのでしょうか。
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答えは、表面張力がシャボン玉に最もコンパクトな形状を与える傾向があるという事実にあります。自然界で最もコンパクトな形はボールです(たとえば、立方体ではありません)。球形の場合、気泡内の空気は、内壁のすべての部分を均一に押します(少なくとも気泡が破裂するまで)。
しかし、同じボーイズは、外力を加えることにより、非球形の泡を作ることができると指摘しました。 2つのリングの間に石鹸の膜を伸ばして隙間まで引っ張ると、円柱状の石鹸の泡ができます。このような円筒形の泡のサイズが大きくなると、その強度は低下します。結局、そのような気泡の真ん中にくびれが現れ、ふたつの普通の丸い気泡に分かれます。