Экологические пузыри

Это не ошибка в названии. Это, конечно же, машина для изготовления мыльных пузырей – жуков-пузырей. До сих пор мы могли создавать такие пузыри с помощью обычной соломинки, разрезанной на конце, и мыльного раствора, используя собственные легкие в качестве воздушного насоса. Другой способ — сделать огромные пузыри на открытом воздухе с помощью веревки, привязанной к двум ручкам. Конечно, это здорово, но мы можем облегчить себе жизнь, построив настоящую машину для мыльных пузырей!

Баночный автомат можно использовать во время подготовки к домашнему мероприятию, например, к вечеринке, именинам или дню рождения, а можно дополнительно использовать как украшение сада. Для изготовления модели нам понадобятся самые простые вещи, такие как пластиковые стаканчики, завинчивающиеся крышки, трубочки для питья, скрепки — то есть все, что мы сможем найти дома до того, как оно попадет в мешок с раздельным мусором. Стоит посмотреть на такой мусор под другим углом и весело провести время, подарить ему полезную вторую жизнь.

Но сначала давайте рассмотрим, что такое мыльный пузырь.

Несколько слов о пузыре

Рис. 6. Кукла, закрытая в пузыре, сделанном с помощью воронки.

Вот что сообщает нам энциклопедия: Мыльный пузырь представляет собой замкнутую, обычно сферическую мембрану, заполненную воздухом или другим газом. Изготавливается из смеси воды и мыла или моющего средства (например, жидкости для мытья посуды), иногда с небольшой добавкой глицерина, что препятствует испарению воды и значительно продлевает срок службы колбы.

Мыло снижает поверхностное натяжение пузырьковой воды. Однако простого снижения этого напряжения недостаточно, чтобы создать пузырь. Роль мыла также заключается в создании тонкого слоя на поверхности воды с обеих сторон, создавая тонкую трехслойную пленку толщиной всего в несколько микрометров.

Как можно визуализировать толщину пленки мыльных пузырей? Мы все знаем, что он очень тонкий. Но понимаем ли мы, насколько? Представьте себе, что волосы на голове человека увеличены до толщины 1,5 м. Толщина пленки мыльных пузырей, увеличенная в таком же соотношении, будет равна толщине линии, проведенной ручкой на бумаге. Только при росте 40тыс. раз можно было бы увидеть невооруженным глазом сечение пленки мыльных пузырей!

Такая тонкая структура поддерживает пониженное поверхностное натяжение воды. Формально оболочечная мембрана представляет собой лиотропный жидкий кристалл, как и клеточная мембрана. Поверхности мыльных пузырей переливаются всевозможными цветами, что позволяет физикам измерять длины волн света. На натянутых оболочках пузырей можно изучать законы действия сил, возникающих между отдельными частицами материи, без которых она не могла бы принять форму известных нам тел, и все в мире было бы в виде каких-то чрезвычайно странный порошок.

Такими знаниями мы обязательно поразим учителей физики и химии в школе. Это еще не все. Радужные цвета мыльного пузыря создаются в результате явления радужности. Пузырьки не обязательно должны иметь форму шара. Если погрузить каркас куба в мыльный раствор, поверхность пузыря может быть такой, как показано на рис. 5.

Рис. 5. Лампочка, помещенная в кубический проволочный каркас

С пузырьковым раствором можно проводить различные эксперименты. С помощью воронок разного размера можно делать, например, пузыри в пузырях, один внутри другого. Если вы знаете кого-то, кто курит сигареты, вы можете попросить его выпустить из него пузыри дыма. Пузыри будут летать медленно, и мы сможем наблюдать захваченный дым.

Мы строим пузырьковую болезнь

Так что с мыльными пузырями мы теперь будем иметь дело как с желающими насладиться красивыми цветами и нежным мерцающим полетом этих недолговечных созданий. Приступим к построению модели обещанной болезни пузырей.

Модельная операция. Восьмилопастная лопасть (1) вращается на оси, закрепленной на треноге. Крылья-лезвия прикреплены к каждой из рук. Модель на самом деле приводится в движение ветром. Однако от обычного ветряка он отличается тем, что на концах лопастей есть пластиковые кружочки. При вращении каждый из дисков по очереди погружается в ванночку с водным мыльным раствором. По мере появления круга на его поверхности остается мыльная пленка. Под воздействием ветра он растягивается, наполняется воздухом, а при разрыве закрывается, и так создается разноцветный сверкающий пузырь. Поскольку вентилятор вращается быстро, создается много пузырьков.

2. Материалы, необходимые для сборки модели

Но, но – откуда дует ветер? Мы будем использовать домашний вентилятор или фен, чтобы управлять нашим вентилятором. Вентилятор стоит на своей базе и после определения его положения относительно модели механизм должен работать сам по себе (17). Когда на улице тепло через десяток-другой недель, мы можем использовать и ветер за окном. При теплой погоде и подходящей силе ветра у нас есть шанс наблюдать довольно прикольную садовую игрушку.

4. Обмотка колец проволокой

5. Подготовка втулки ротора

Материалы: два пластиковых стаканчика для напитков, восемь колпачков для напитков, две упаковки из-под молока или сока, восемь трубочек для напитков, чайная свеча, скрепки, шпажки или крючок для вязания, черный аэрозольный лак.

Инструменты: обойный нож с отламывающимися лезвиями, горячий клей подается из электрического клеевого пистолета, дрель или шуруповерт для проделывания отверстий в пластике. В крайнем случае такие отверстия можно сделать горячим гвоздем, зажатым в губках плоскогубцев. Будьте осторожны, чтобы не обжечься. Также пригодится ткань для вытирания пролитой жидкости.

6. Вырезание лопастей по шаблону

7. Весло готово к склейке

Поддерживающая ванна. Мы можем сделать его из пакета молока. Приклейте ось вращения ротора к верхней части коробки с помощью горячего клея. Ось делается из большого гвоздя, никому ненужной вязальной проволоки или вязального крючка, или палочки для шпажки. Перед тем, как приклеить палочку, зачистите ее мелкой наждачной бумагой. Покрасьте штатив и ось в черный цвет. Предлагаю рисовать на открытом воздухе (3), так как аэрозольные лаки сильно пахнут и их пары вредны. Если мы не можем рисовать на улице, то хотя бы делаем это с широко открытым окном. Для того, чтобы каретка была стабильной, она должна быть нагружена. Мы можем заполнить его песком, солью или, что проще всего, водой.

Оружие ветряной мельницы. Нам нужно восемь равных рук. Мы начнем с обрезки пластиковых трубочек для коктейля длиной 110 мм каждая.

Лопасти ветряной мельницы. На бумаге нарисуем шаблон одинарного шпателя. Его размеры составляют примерно 80 × 30 мм. Форму одиночного лезвия можно увидеть на рис. 1. Такую схему стоит нарисовать на бумаге, затем вырезать и обращаться с ней как с шаблоном. Пластиковая чашка будет материалом для лопастей. Нарисуйте шаблон четыре раза на боковой стороне чашки (6). Желательно черной нестираемой ручкой или фломастером. Складываем два стакана один в другой. Отрежьте дно у двух чашек. Ножницами вырежьте лопатки, нарисованные сбоку от чашечек. Так как мы собираем две чашки вместе, то получается восемь вырезанных лопастей вентилятора.

9. Сверление отверстий во втулке ротора

Ободки, на которых будут образовываться пузыри. Первоначально эти обручи использовались для закрепления крышки на бутылке. Когда вы отвинчиваете крышку, обруч отрывается и остается на горлышке бутылки. Теперь он нам понадобится и его следует аккуратно снять с шеи. Можно помочь себе отверткой или перочинным ножом, но не деформировать его. Намотайте проволоку от распрямленной канцелярской скрепки на каждый из пластиковых обручей. С помощью плоскогубцев сформируйте его, как показано на фото 4. Из проволоки сделайте ручку, которую аккуратно вклейте в трубку для питья (7, 11).

10. Установка ступицы на молочный пакет

11. Приклеиваем обручи к ветвям ветряка.

Приклейте весла к подготовленным рукам с помощью горячего клея. Приходится быть осторожным, чтобы горячий клей не слишком сильно деформировал пластик. Чтобы все было ровно и все плечи нашего веера получились одинаковыми, предлагаю вам нарисовать на бумаге схему, т.е. плечо с обручем, и отметить необходимое положение лопасти (12). Не ошибемся при склейке.

12. Склеивание рук с лопастями ротора облегчит схему

13. Приклеивание рычагов к ступице – этап окончательной сборки

Установка лопастей ротора. В дне чашки, а точнее сбоку (5), просверливаем восемь отверстий, каждое под углом 45 градусов (9). Отверстия должны быть диаметром 4 мм, что соответствует диаметру трубы, из которой сделаны плечи ротора. Дополнительно в самом низу сверлим по центру 2-х мм отверстие, которое является осью вращения нашего ротора. Так же сверлим такое же отверстие по центру в крышке бутылки. Используя импровизированную ось, склейте между собой дно чашки и крышку (8). Ось позволит нам контролировать положение этих элементов и их перпендикулярность друг другу. В отверстия в днище вклейте руки с приклеенными обручами и веслами. Лучше всего это сделать на ненужном пакете из-под молока (10). Приклейте лопатки, используя вспомогательные линии, нарисованные на коробке. Ротор вращается на импровизированной оси. Такой способ сборки позволит нам полностью контролировать расположение элементов, приклеенных к ступице (13).

14. Неплохо добавить еще немного клея, чтобы не сломать во время работы.

15. Проверка работы рабочего колеса вентилятора

Перед тем, как поставить готовый ротор на ось каретки, смажем его стеарином и наденем свечу от нагревателя, предварительно сняв с нее фитиль и утяжеляющий алюминиевый диск. Наша свеча будет выполнять роль подпятника. Проверим, не мешает ли ротор и крутится ли он без лишнего сопротивления.

Танк. Он имеет форму корыта. Мы можем сделать их из разрезанного по длине пакета из-под молока. Разрежьте ножом картон так, чтобы высота лотка была 60 мм. Для того, чтобы срез был ровным, хорошо помочь себе металлической линейкой.

Покрасьте корыто черным аэрозольным лаком. Он будет содержать мыльный раствор с различными добавками. Вращающиеся ободки лопастей будут погружаться в него один за другим и вытягивать материал, из которого образуются пузыри. Если мы не хотим иметь картонный лоток, мы можем сделать их из обертки от печенья или других конфет — но он должен быть из пластика, чтобы он не протекал и не деформировался под воздействием воды. Только тогда будьте осторожны с покраской, потому что лак может повредить тонкий пластик и создать дырки.

Рис. 4. Выпускание пузырей с помощью соломинки

Рецепт хороших мыльных пузырей

Пузырьковый раствор: вода, жидкое мыло, чайная ложка сахара. Сахар Я предлагаю сначала растворить в горячей воде, а затем добавить в мыльный раствор. К сожалению, настоящие профессионалы, развлекавшие публику надуванием потрясающих, огромных перманентных мыльных пузырей, не пожелали раскрыть свои секреты. В начале я только узнал, что в жидкость можно добавить немного глицерин. Он придаст мыльному покрытию эластичность и предотвратит высыхание поверхности пузырька, что обеспечит его более длительный срок службы. После некоторых усилий и ухищрений я смог получить рецепт раствора, который будет делать мыльные пузыри с минимальной продолжительностью жизни в один час, так что мы могли бы действительно поиграть с ними.

Оказывается, мыльные пузыри умудрялись при определенных условиях хранить мыльные пузыри долгие годы! Они содержатся во флаконах, защищенных от пыли, высыхания и воздушных волн.

Чтобы получить красивую и долговечную баночку, обратите внимание на тип мыла. Желательно использовать хорошее туалетное мыло, из которого вначале нужно сделать густую мыльную пасту. Процедите мыльный раствор через густую холст и добавить 2/3 чистых частей глицерин. Хорошо встряхните смесь и оставьте в покое на пятнадцать дней, пока на поверхности не образуется белая корочка – снимите ее и снова процедите жидкость. Тогда его можно будет использовать длительное время.

В свою очередь, по другому рецепту нужно взять 100 г. вода, 45 г сахар и 1,5 г мыло. Вместо дистиллированной воды можно дождевая вода.

Еще один рецепт пузырчатого перфекциониста: 100 г. калафония и то же самое карбонат калияты добавляешь к литру вода и варить. Таким образом, мы получаем достаточно густую жидкость, которую перед употреблением разбавляем, добавляя 400-500 г воды.

Игра. Если же мы не хотим ждать пятнадцать дней и процеживать густые растворы через полотно, мы просто выливаем пузырь в лоток. вода с моющим средством, которая является хорошим средством для мытья посуды. Поместите модель так, чтобы лопасти вентилятора не касались краев лотка. Мы включаем вентилятор и поток воздуха начинает толкать движущийся ротор. Кольца на кончиках лопастей погружаются в раствор, затем их наполняет воздух и… позади нашей машины появляются чудесные разноцветные пузыри!

Рис. 2. Устройство для создания наружных пузырей

Большие пузыри. Еще один способ создания пузырей в свободном пространстве — это изготовление специального приспособления из двух палочек и веревки. Соединяем две ручки палки в их верхней части бечевкой, длиной в несколько метров. Вторая струна должна быть длиннее и также прикреплена к ручкам. Дополнительно в двух-трех местах привязываем к верхней струне. Эта простая структура показана на рис.2. Когда два человека находятся далеко друг от друга на расстоянии верхней струны, нижняя струна создаст проушины.

Рис. 3. Игра в пузыри на полянке

Если погрузить наше устройство в воду с мылом и глицерином, в петлях между струнами образуется мыльная пленка. Порыв ветра заставит пленку лопнуть, затем оторваться и сомкнуться в огромный пузырь. Благодаря наличию глицерина пузырь не высыхает слишком быстро, он эффективен и долговечен (конечно, до тех пор, пока пузырь может длиться…). На рис. 3 показана игра с созданием пузырей с помощью петли из нити.

16. Модель, окрашенная в черный цвет, кажется довольно элегантной.