核心概念
化学
水
流体
表面张力
引言
你是否曾想过是什么让泡泡形成的？制作泡泡的秘密在于表面张力。在水中加入肥皂（比如你在水槽中洗碗用的那种），会改变水的表面张力，从而产生一种很适合制作泡泡的溶液。
如果你尝试用普通水制作泡泡，你会很快发现效果并不好。这是因为水的表面张力——即保持液体分子在一起的力——太高了。当向水中加入洗涤剂时，它会降低表面张力，使泡泡能够形成。添加其他物质，如玉米糖浆或甘油，可以改善泡泡的效果。哪种溶液能产生最好的泡泡呢？
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背景
在装有水的容器中，微小的水分子相互吸引，这意味着它们不断地相互拉扯。在水的表面，这些水分子被它们周围和下方的水分子所吸引。但是它们上面没有水分子可以被吸引（因为上面只有空气）。这就是产生表面张力的力的原因。水表面的水分子不想向上移动，远离它们所吸引的其他水分子。这使得普通水的表面张力很高。事实上，它太高了，无法形成大的泡泡。
当向水中加入肥皂洗涤剂时，它会降低表面张力，从而使泡泡能够形成。洗涤剂分子增加了水分子之间的距离，并减少了这些分子相互作用的能力。这降低了水分子相互施加的拉力——或吸引力——从而降低了溶液的表面张力。其他物质，如玉米糖浆或甘油，可以添加到水和洗涤剂的溶液中，以制造更好的泡泡。
材料
• 三个开口较大的大杯子或罐子
• 一个量杯（一杯）
• 量匙（汤匙）
• 三杯蒸馏水（可在超市购买）
• 勺子
• 液体洗碗皂（例如，Dawn或Joy品牌）
• 甘油，小瓶装（可在药店或药房购买）
• 淡玉米糖浆
• 三根绒毛条
• 记号笔
• 计时器
准备工作
• 分别在三个杯子上贴上标签“仅洗涤剂”、“甘油”和“玉米糖浆”。
• 在所有三个杯子中加入一杯蒸馏水。
• 在“仅洗涤剂”杯中，额外加入一汤匙水。
• 制作一个绒毛条棒，方法是将绒毛条从中间捏住，将其中一半弯成一个圆圈，然后扭动一点末端以固定。用这种方法再制作两个绒毛条棒，确保它们的直径都相同。
步骤
• 在所有三个杯子中加入两汤匙洗涤剂。用勺子将每个杯子中的洗涤剂混合。当你在混合洗涤剂时，你应该看到有小气泡形成。你认为为什么每种溶液中都需要洗涤剂？
• 在“甘油”杯中加入一汤匙甘油。在“玉米糖浆”杯中加入一汤匙玉米糖浆。甘油和玉米糖浆的粘稠度如何？其中一种看起来比另一种更粘稠（浓稠且粘稠），还是它们的粘度大致相同？混合“甘油”和“玉米糖浆”杯中的内容物。
• 从其中一种溶液中吹一个泡泡（在室外最好，但在厨房水槽或其他任何可以弄得稍微粘稠的地方也可以）。尝试用你的棒子抓住泡泡，并计时泡泡在破裂之前持续了多长时间。这可能很难做到，所以你可能需要先练习一下。此外，让另一个人帮你计时可能会有帮助。
• 从每种溶液中捕捉并计时至少四个泡泡，并写下时间。计算每种溶液的平均泡泡寿命。为此，将每种泡泡类型的记录时间分别相加，然后将每个总数除以你记录该泡泡的次数（例如，如果你的“仅洗涤剂”泡泡的时间为 5.1 秒、4.5 秒、5.2 秒和 5.7 秒，则平均时间为 5.1 秒）。哪种溶液产生的泡泡持续时间最长？哪种溶液产生的泡泡寿命最短？你认为这是为什么？是否有些溶液比其他溶液产生更大的泡泡？
• 额外内容：泡泡溶液中甘油或玉米糖浆的浓度如何改变泡泡的持续时间？你可以再次尝试这项活动，在溶液中使用不同量的甘油或玉米糖浆。多少太少，多少太多？你能否制作一种泡泡溶液，使泡泡的持续时间比原始活动中的泡泡更长？
• 额外内容：泡泡总是呈球形吗？尝试将绒毛条扭成不同的形状，如星星、正方形或三角形。用这些不同形状的绒毛条棒制作的泡泡是什么形状？观察和结果
加入甘油或玉米糖浆的溶液是否产生持续时间更长的泡泡？加入甘油的溶液是否产生了持续时间最长的泡泡？
洗涤剂足以降低水的表面张力，使泡泡能够形成。由水和洗涤剂溶液形成的泡泡是一个球形的水分子层，两侧都被洗涤剂分子层包围。洗涤剂分子的某些部分被水吸引（这意味着它们被称为亲水的），而其他部分不想靠近水（它们是疏水的）。因此，泡泡中的洗涤剂分子会定向排列，使其亲水部分接触水，而疏水部分向外，接触空气。
与加入甘油或玉米糖浆的溶液相比，仅含水和洗涤剂的溶液可能产生的泡泡更小、寿命更短。当洗涤剂分子之间的水分子层蒸发时，泡泡就会破裂。但是甘油和玉米糖浆与水分子形成弱键，并减缓蒸发过程，从而延长泡泡的寿命和耐久性。甘油可以产生更强、更持久的泡泡，但玉米糖浆通常在泡泡溶液中替代使用，因为它更便宜。你能在家里找到其他可以添加到水中制成泡泡溶液的物质吗？如果你尝试洗发水或液体洗手皂等产品，你可以查看它们的成分，看看是什么在帮助泡泡形成。
更多探索
《破裂的泡泡产生微小的泡泡》来自大众科学
来自探索馆 Rob Hipschman 的“泡泡”。
来自化学与工程新闻的“肥皂泡泡”。
来自 NASA 的“周六早晨科学”的“无皂泡泡”。
来自科学伙伴的“泡泡学”。
此活动由科学伙伴合作推出