Construire la meilleure baguette à grosses bulles

Concepts clés
Chimie
Tension superficielle
Molécules d’eau

Introduction
Vous avez déjà essayé de faire une bulle, et peu importe vos efforts – cette bulle ne se forme pas ? Pourquoi cela se produit-il ? Pourquoi les bulles se forment-elles ? Et pourquoi est-il parfois plus difficile de faire des bulles ? Dans cette activité, nous allons explorer comment les bulles se forment, et tester les limites de la taille de nos bulles !

Contexte
Comme vous le savez peut-être, les bulles comptent sur la tension de surface pour tenir ensemble. Les molécules d’eau aiment s’accrocher les unes aux autres et, tout comme les aimants s’alignent et se fixent à d’autres aimants qui les attirent, les molécules d’eau s’alignent les unes aux autres et forment des liaisons hydrogène, créant ainsi une tension de surface. Cette tension superficielle permet à la surface de l’eau d’agir comme une membrane élastique, qui s’étire et conserve une forme. Si vous déposez une petite quantité d’eau sur un morceau de papier ciré, vous pouvez voir un excellent exemple de tension superficielle en action. Au lieu d’éclabousser ou de s’aplatir, l’eau forme de petites gouttelettes sphériques sur le papier. Ces gouttelettes d’eau conservent leur forme parce que les molécules d’eau sont plus attirées les unes par les autres que par le papier ciré. La force de cette attraction contribue à maintenir la gouttelette d’eau ensemble.

La tension superficielle de l’eau est en fait si forte qu’elle nous empêche de faire des bulles avec de la simple eau. L’ajout de savon ou de détergent abaisse la tension superficielle de l’eau, ce qui permet la formation de bulles. Pour ce faire, il crée un espace entre les molécules d’eau, ce qui diminue la force de leur attraction mutuelle. Si vous repensez aux aimants, lorsque deux aimants sont très proches l’un de l’autre, l’attraction entre eux est beaucoup plus forte que lorsque vous les séparez lentement. Decreasing the strength of the attraction between water molecules lowers the surface tension of the bubble solution, allowing bubbles to form!

Materials

• Two dowel rods (At least half an inch diameter works best.)
• Two screw eyes (a closed loop with a threaded base)
• Yarn or baker’s twine (at least 18 feet)
• Two washers
• Bubble solution (Optional make-your-own bubble solution ingredients are listed below.)
• A large bucket to hold bubble solution
• Outdoor area with space to run!
• An adult helper
• A measuring tape
• Scissors

Bubble Solution (Makes approximately one-half gallon.)

• Eight cups of Water
• One-half cup liquid dish soap (Blue Dawn works well.)
• One tablespoon glycerin
• One tablespoon baking powder

Preparation

• This activity could get a little messy. À partir de ce point, tout doit être fait à l’extérieur !

• Verse la solution à bulles dans ton seau. Si vous faites votre propre solution à bulles, combinez tous les ingrédients dans votre seau et remuez doucement pour les combiner. (Essayez d’éviter de créer une mousse mousseuse à la surface de la solution.)
• Demandez à votre aide adulte de vous aider à fixer un œil de vis à une extrémité de chaque tige.

Procédure

• Coupez une longueur de ficelle d’un mètre et faites-la passer dans une rondelle et dans chaque œil de vis, en formant une boucle. Nouez l’extrémité de la ficelle ensemble (le nœud peut être n’importe où). C’est votre baguette à bulles !
• Mettez votre seau de solution à bulles dans une zone ouverte. Placez votre ruban à mesurer sur le sol, en commençant par votre seau et en vous étendant sur au moins 10 pieds dans la direction où le vent souffle.
• Tenez vos tiges sur les extrémités sans les yeux de vis. Touchez doucement les deux yeux de vis ensemble, et immergez complètement le fil dans la solution à bulles.
• Soulevez doucement votre baguette de la solution à bulles. Séparez les extrémités des baguettes pour ouvrir la boucle de fil.
• Tenez la baguette loin de votre corps et marchez lentement le long du ruban à mesurer, dans le sens du vent. Quelle taille de bulle pensez-vous être capable de créer ?
• Demande à ton aide adulte de mesurer la longueur de la bulle que tu crées ! Essaie au moins cinq fois, et retiens la plus longue.
• Coupe la ficelle et retire-la de la baguette. Conservez la rondelle !
• Coupez une longueur de ficelle de six pieds et faites-la passer dans une rondelle et dans chaque œil de vis, en formant une boucle. Nouez l’extrémité de la ficelle ensemble (le nœud peut être n’importe où).
• Répétez les étapes de fabrication de la bulle ci-dessus, en utilisant la plus grande baguette. Mesurez la plus longue bulle que vous pouvez créer avec la ficelle de six pieds. Pensez-vous que ces bulles seront plus faciles ou plus difficiles à former ?
• Coupez la ficelle et retirez-la de la baguette. Conservez la rondelle !
• Coupez une longueur de ficelle de neuf pieds et faites-la passer dans deux rondelles et dans chaque œil de vis, en formant une boucle. Nouez l’extrémité de la ficelle ensemble. (Le nœud peut être n’importe où.)
• Demandez à votre assistant adulte de vous aider pendant que vous répétez les étapes de fabrication de la bulle, en tenant tous les deux la baguette. Mesurez la plus longue bulle que vous pouvez créer avec la ficelle de neuf pieds. Pensez-vous être en mesure de créer des bulles avec la ficelle de 2,5 mètres ? Pensez-vous qu’elles pourraient être beaucoup plus grandes ?
• Extra : Testez la solution à bulles. Essayez de retirer la glycérine ou la levure chimique. Comment ces ingrédients affectent-ils les bulles que vous créez ?
• Extra : Laissez la solution à bulles reposer toute la nuit, puis réessayez cette activité. Testez pour voir si vous obtenez de plus grosses bulles !

Observations et résultats
Dans cette activité, vous avez créé quelques-unes des plus grosses bulles possibles, avec juste un peu de ficelle et un peu de patience ! Vous avez peut-être constaté qu’il était plus facile de créer les longues bulles avec la ficelle la plus courte. Au fur et à mesure que la ficelle s’allongeait (surtout à neuf pieds), il a pu être plus difficile pour les bulles de se former.

Nous savons que les bulles peuvent garder leur forme en raison de la tension de surface. En fait, le mélange de solution à bulles qui constitue la surface d’une bulle est composé de trois couches très fines : du savon, de l’eau et une autre couche de savon. C’est ce qu’on appelle un film de savon. La tension de surface de la couche d’eau est ce qui maintient la bulle ensemble. Par conséquent, lorsque l’eau entre les couches de savon s’évapore, la bulle éclate. Pour faire des bulles plus grosses et plus solides, nous devons épaissir les parois du savon, afin d’empêcher l’eau de s’évaporer. Pour ce faire, nous avons ajouté de la glycérine, qui aide à épaissir les parois du savon et à maintenir la bulle ensemble ! Cela permet d’obtenir des bulles plus fortes, plus grosses et plus durables.

À un certain moment, cependant, les bulles deviennent trop grosses pour tenir ensemble. Les bulles plus grandes ont une plus grande surface, ce qui signifie plus d’endroits où les forces externes, comme la pression de l’air et la gravité, peuvent avoir un effet. En outre, les plus grosses bulles ont leur propre poids à supporter. Imaginez que vous construisiez un tunnel avec des LEGO. Vous pouvez faire un tunnel très long avec un diamètre plus petit. Cependant, si vous essayez de construire un tunnel dans lequel un adulte pourrait marcher, il aura plus de mal à supporter son propre poids. Cela ressemble à ce que vous avez vécu avec la baguette de neuf pieds de ficelle. Le corps de la bulle était beaucoup plus grand, et donc beaucoup plus fragile.

Nettoyage
Verse le mélange de savon dans l’égout.

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Cette activité vous est proposée en partenariat avec Science Buddies

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