لماذا تنفجر فقاعات الصابون
18/06/2001
تاريخ
في إطار دراسة وجود الهواء، قمنا بعمل فقاعات من الصابون وقد تسائل الأطفال لماذا تنفجر فقاعات الصابون؟
19/06/2001
تاريخ
على قدر ما يبدو السؤال سهلاً إلا أن الأجابة ليست كذلك، لذلك سأحاول أن أجيب إجابة مقبولة ولكنها ليست بالضرورة دقيقة للغاية، أن أي مساحة سطح للسائل تحتوي على طاقة، وتعتمد قوة هذه الطاقة تبعا لوحدة المساحة، فكلما كانت مساحة السطح كبيرة كانت الطاقة أضعف. ولكن الطبيعة دائما تعمل على تقليص الطاقة أي بالضرورة تقليص مساحة سطح السائل لذلك تبقى القطرات الصغيرة للزئبق كروية الشكل sphere وأني اذكر مثال الزئبق بالذات لأن طاقة مساحة سطحه عالية جدا تبلغ حوالي 0.5 جول للمتر المربع (j/m2) لذلك لا يحب الزئبق أن يكون شرائح رقيقة اللازمة لتكوين الفقاعات لأن تكوين الفقاعات يتطلب الكثير من الطاقة وهو ما ينطبق كذلك على الماء حيث تبلغ طاقة مساحة سطحه 0.07 جول للمتر المربع، والدليل على ذلك استحالة صنع فقاعات من الماء الصافي حيث أنه يميل إلى التسطح. ولكن حين نضيف اليه القليل من الصابون يميل هذا الأخير إلى التجمع على سطح طبقة الماء وذلك لأن طاقة السطح تنخفض قوتها فتصل إلى حوالي 0.02 جول للمتر المربع. وهنا لا يقاوم السائل حين نحاول صنع طبقة رفيعة منه - أي صنع فقاعات منه - لأن ذلك لا يكلفه أي طاقة، ولكنك إذا ما حاولت فرد طبقة الماء إلي أقصى حد لها، أي صنع فقاعات كبيرة جدا، هنا لا يكفي الصابون الذي يتجمع أعلى سطح طبقة لكي تغطي سطح شريحة الماء كلها، وبالتالي الاحتفاظ بالطاقة منخفضة لتبلغ حوالي 0.02 جول للمتر المربع. وهنا تتصاعد الطاقة ويصبح النظام غير مستقر بسبب ازدياد طاقة السطح ولذلك فيفضل أن يتحول إلى قطرات من السائل أي يتحول إلى مساحة أقل فتنفجر الفقاعة، ولكن لا تنتهي العملية عند ذاك فحسب فلماذا لا نحاول زيادة كثافة الصابون في هذه الحالة للحول دون انفجار الفقاعة؟ ولكن تعد معالجة تلك المسألة معالجة شاملة في غاية التعقيد. أرجو أن تكون إجابتي المبسطة قد بينت لك العناصر الأساسية لفهم ظاهرة انفجار فقاعات الصابون
لماذا تنفجر فقاعات الصابون
20/06/2001
تاريخ
لقد فهمت سؤالك عن انفجار الفقاعات بطريقة مختلفة فإجابة "مرتان" المفصلة تثبت لي أن الاستعانة بالعديد من المستشارين تكون ضرورية أحياناً حين نراقب فقاعة صابون وهي تتحرك في الهواء ثم تنفجر بعد فترة. ففي الواقع تزداد طبقات الماء بالصابون رفعا لأن الماء يميل إلى التجمع بأسفل الفقاعة بسبب الوزن، فإذا قمنا بصناعة طبقة من الصابون مستعينين في ذلك بإطار من السلك الحديدي، واحتفظنا به في وضع أفقي سنلاحظ أن أسفل الطبقة أصبحت أكثر سمكا، كما أنه من المثير للاهتمام ملاحظة تطور ألوان الفقاعة في هذه الأثناء لأن ذلك يرتبط بمدى سمك الصبقة نفسها حين تصبح الفقاعة شفافة تماماً. ذلك يدل على وشوك انفجارها فتنفجر الفقاعة وتختفي، ولا يبقى منها سوى قطرة مياه تسقط على الأرض سريعا