從液體表面張力到吹泡泡的研究

姜仲篪，王 璇，況宇庭

北京市陳經(jīng)綸中學(xué)

從液體表面張力到吹泡泡的研究

姜仲篪，王 璇，況宇庭

北京市陳經(jīng)綸中學(xué)

肥皂泡的形成與液體表面張力密切相關(guān)，而液體表面張力又與溶液的性質(zhì)緊密聯(lián)系。通過配置不同配比溶液，利用測量表面張力的儀器測量各自的表面張力系數(shù)大小，并測量用不同溶液吹出的肥皂泡直徑大小。實驗結(jié)果表明：液體表面張力最大時，存在一個最佳的濃度配比方案，而液體表面張力的大小，和肥皂泡的直徑大小之間并不存在線性關(guān)系。

液體表面張力；溶液配比；肥皂泡

引言

很多人都認為水加了洗滌靈后可以吹成泡泡是因為洗滌靈增加了液體表面張力，其實經(jīng)過實驗表明并不是這樣。表面張力在物理學(xué)中是一個重要的物理量。由于液體表面張力的大小取決于液體表面張力系數(shù),所以測量液體表面張力系數(shù)具有重要意義。表面張力是影響多相體系的相間傳質(zhì)和反應(yīng)的關(guān)鍵因素之一,是重要的液體物理性質(zhì)。液體表面張力在很多方面都有應(yīng)用，如表面活性劑，除霧劑等。通過實驗對表面張力有更好的理解，解釋一些我們生活中比較尋常的現(xiàn)象。研究啟迪：生活中經(jīng)常能看到五顏六色的肥皂泡在空中飛舞，那它們的大小究竟和什么有關(guān)呢，經(jīng)調(diào)查閱發(fā)現(xiàn)泡泡大小和液體表面張力有關(guān)，但是并沒有具體結(jié)論，所以我們決定研究一下。主要內(nèi)容：氣泡的大小和液體表面張力的關(guān)系研究

1.過程與方法

1.1 準備階段

1.1.1 觀察生活，尋找自己感興趣的地方并且選定課題。

1.1.2 參考前輩類似的研究，找出創(chuàng)新點并初步構(gòu)思，寫開題報告和開題ppt，進行開題。

1.2 研究階段

1.2.1 閱讀相關(guān)書籍，普及相關(guān)知識。

1.2.2 確定實驗內(nèi)容，思考配比方案。

1.2.3 閱讀相關(guān)書籍，根據(jù)配比方案，進行實驗，測出相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2.4 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果。

1.3 結(jié)題階段

得出結(jié)論，寫結(jié)題報告與ppt，檢查無誤后結(jié)題，報告0

1.4 課題研究的方法

1.4.1 文獻法：通過閱讀文獻，普及基本知識，學(xué)習(xí)前輩的經(jīng)驗，確定基本研究方向與所用到的方法，并找到創(chuàng)新點，填補空缺。

1.4.2 控制變量法：繪圖時用來直觀地反映該變量帶來的影響變化。

1.4.3 圖表法：利用excel表格依據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行繪表。

1.4.4 比較研究法：對不同變量下的圖像進行對比，分析。

2.實驗部分

實驗材料：洗滌靈，醋，水。

實驗儀器：液體表面張力測量儀，量筒（10ml）。

方法與步驟：

2.1 寫出配比方案。

2.2 進行溶液配制并用液體表面張力測量儀測量液體表面張力系數(shù)，將所測數(shù)據(jù)填入表格中。

表1 表面張力系數(shù)與醋和水的體積比

表2 溶液表面張力系數(shù)與洗滌靈和水的體積比

由表1可看出醋的含量增多，可使表面張力下降

由表2可看出洗滌靈含量增多也可使表面張力下降，但是其效果比醋好。

分析這兩張表可以更好的控制表面張力的范圍，較合理地得出第三張配比表，如表3所示。

表3 泡泡直徑和液體表面張力系數(shù)與水、洗滌靈、醋的體積比

2.3 配制表3中的溶液，先測量表面張力系數(shù)，再進行泡泡直徑大小測量，每種溶液吹3個泡泡進行測量，最后算出平均值記入表格中。

泡泡直徑測量方法：如下圖所示在吹氣泡的同時在后面放上一張有格子紙，進行拍照，通過測量紙張的大小，間接測出氣泡的大小。

圖1 測量泡泡直徑

2.4 整理實驗數(shù)據(jù)