从液体表面张力到吹泡泡的研究

姜仲篪，王 璇，况宇庭

北京市陈经纶中学

从液体表面张力到吹泡泡的研究

姜仲篪，王 璇，况宇庭

北京市陈经纶中学

肥皂泡的形成与液体表面张力密切相关，而液体表面张力又与溶液的性质紧密联系。通过配置不同配比溶液，利用测量表面张力的仪器测量各自的表面张力系数大小，并测量用不同溶液吹出的肥皂泡直径大小。实验结果表明：液体表面张力最大时，存在一个最佳的浓度配比方案，而液体表面张力的大小，和肥皂泡的直径大小之间并不存在线性关系。

液体表面张力；溶液配比；肥皂泡

引言

很多人都认为水加了洗涤灵后可以吹成泡泡是因为洗涤灵增加了液体表面张力，其实经过实验表明并不是这样。表面张力在物理学中是一个重要的物理量。由于液体表面张力的大小取决于液体表面张力系数,所以测量液体表面张力系数具有重要意义。表面张力是影响多相体系的相间传质和反应的关键因素之一,是重要的液体物理性质。液体表面张力在很多方面都有应用，如表面活性剂，除雾剂等。通过实验对表面张力有更好的理解，解释一些我们生活中比较寻常的现象。研究启迪：生活中经常能看到五颜六色的肥皂泡在空中飞舞，那它们的大小究竟和什么有关呢，经调查阅发现泡泡大小和液体表面张力有关，但是并没有具体结论，所以我们决定研究一下。主要内容：气泡的大小和液体表面张力的关系研究

1.过程与方法

1.1 准备阶段

1.1.1 观察生活，寻找自己感兴趣的地方并且选定课题。

1.1.2 参考前辈类似的研究，找出创新点并初步构思，写开题报告和开题ppt，进行开题。

1.2 研究阶段

1.2.1 阅读相关书籍，普及相关知识。

1.2.2 确定实验内容，思考配比方案。

1.2.3 阅读相关书籍，根据配比方案，进行实验，测出相关数据。

1.2.4 根据实验数据，分析实验结果。

1.3 结题阶段

得出结论，写结题报告与ppt，检查无误后结题，报告0

1.4 课题研究的方法

1.4.1 文献法：通过阅读文献，普及基本知识，学习前辈的经验，确定基本研究方向与所用到的方法，并找到创新点，填补空缺。

1.4.2 控制变量法：绘图时用来直观地反映该变量带来的影响变化。

1.4.3 图表法：利用excel表格依据实验数据进行绘表。

1.4.4 比较研究法：对不同变量下的图像进行对比，分析。

2.实验部分

实验材料：洗涤灵，醋，水。

实验仪器：液体表面张力测量仪，量筒（10ml）。

方法与步骤：

2.1 写出配比方案。

2.2 进行溶液配制并用液体表面张力测量仪测量液体表面张力系数，将所测数据填入表格中。

表1 表面张力系数与醋和水的体积比

表2 溶液表面张力系数与洗涤灵和水的体积比

由表1可看出醋的含量增多，可使表面张力下降

由表2可看出洗涤灵含量增多也可使表面张力下降，但是其效果比醋好。

分析这两张表可以更好的控制表面张力的范围，较合理地得出第三张配比表，如表3所示。

表3 泡泡直径和液体表面张力系数与水、洗涤灵、醋的体积比

2.3 配制表3中的溶液，先测量表面张力系数，再进行泡泡直径大小测量，每种溶液吹3个泡泡进行测量，最后算出平均值记入表格中。

泡泡直径测量方法：如下图所示在吹气泡的同时在后面放上一张有格子纸，进行拍照，通过测量纸张的大小，间接测出气泡的大小。

图1 测量泡泡直径

2.4 整理实验数据