13. Pretláčanie bublín

Pomôcky :

Statív s demonštračným zariadením, saponátový roztok v destilovanej vode s prímesou glycerínu,

Realizácia:

Pri tomto pokuse je potrebná nasledovná aparatúra. Na sklenenú trubičku v tvare T utesníme 3 gumové hadice. Na každej hadici musí byt' ventil, ktorým možno otvor uzavrieť' alebo otvoriť'. Na konce dvoch hadíc navlečieme malé sklenené lieviky. Všetky komponenty by mali byt' upevnené na stojane. Jeden ventil na hadici s lievikom uzavrieme, zvyšné dve ostanú otvorené. Nádobu s mydlovým roztokom priložíme k lieviku s otvoreným ventilom, a to tak na lievikovom krúžku ostala blanka. Treťou hadicou túto blanku nafúkneme na bublinu a ventil pri lieviku uzavrieme, čím bublinu stabilizujeme. Takým istým spôsobom urobíme bublinu aj na druhom lieviku. Snažíme sa, aby bubliny bolo nerovnako veľké. Teraz uzavrieme ventil na hadici, ktorou sme bubliny nafukovali. Otvoríme zvyšné dva ventily, čím umožníme voľný prechod vzduchu medzi oboma bublinami. Pozorujeme, ako sa väčšia bublina zväčšuje a menšia je stále menšia, až sa ustáli vypukline, ktorej polomer zakrivenia bude taký istý, ako polomer veľkej gule.

Fyzikálna interpretácia:

Tlak v bubline je väčší oproti tlaku atmosférickému práve o hodnotu kapilárneho tlaku - pk, pre ktorý platí vzťah.:  p_k = 4.s/r Zo vzťahu vidíme, že s rastúcim polomerom bubliny kapilárny tlak klesá. Vzduch z menšej bubliny sa preto pretláča do väčšej bubliny. Tento proces skončí, keď' sa tlaky vyrovnajú, t.j. keď' polomer zakrivenia vypukliny vzniknutej z menšej bubliny bude zhodný s polomerom veľkej bubliny.

Realizačná poznámka:

V tomto pokuse môžeme mat' veľký problém s tým, že bubliny nám veľmi skoro popraskajú a my nestihneme demonštrovať' to, čo chceme. V prvom rade je veľmi dôležité mat' kvalitný mydlový roztok, z ktorého je možné vytvoriť dlhotrvajúce bubliny. Ďalej je tiež dôležitá zručnosť, šikovnosť a rýchlosť, s ktorou prípravu pokusu prevedieme. Je potrebné vytvoriť' dve bubliny s výrazne rozličnými polomermi, pretože inak bude pokus prebiehať' veľmi dlho a vzhľadom na obmedzenú životnosť bublín sa k výsledku vôbec nemusíme dopracovať'.

Otázky :