Sabun köpüğünden baloncuklar yapmak bütün çocuklar için büyüleyici bir etkinliktir. Sabun köpüğünden baloncuk yapmayı sağlayan oyuncakların henüz geliştirilmemiş olduğu yılarda çocuk olanlar, ucu halka şeklinde bükülmüş bir tel parçası (ya da ince bir hortum), plastik bir bardak ve biraz bulaşık deterjanı katılmış su ile bu oyuncağı kendileri yaparlardı. Aradan geçen onlarca yıl (bu oyuncakların pillileri bile çıktı) sabun köpüğünden rengarenk baloncuklar yapmanın cazibesini değiştirmedi. Boyutları ve renkleri farklı olsa da çoğunlukla tam bir küre şeklinde olan baloncukların niçin küre şeklinde olduklarını merak ettiniz mi?
Sabun köpüğü baloncuğu nedir?
Basitçe ifade etmek gerekirse sabun köpüğü baloncuklarının, incecik bir sabun fimi ile çevrelenmiş hava olduğunu söyleyebiliriz. Sabun filmi, su (ya da başka bir sıvı da kullanılabilir) ve sabundan oluşur.
Bir sabun köpüğü baloncuğunun ömrü birkaç saniye ile sınırlıdır. Baloncuk bir başka nesne ile temas eder etmez patlar. Şayet bir temas söz konusu olmazsa birkaç saniye gibi kısa bir süre içinde sabun fimi yüzeyindeki suyun buharlaşması nedeni ile baloncuk kendi kendine ile patlar.
Hava kabarcıkları neden yuvarlaktır?
Hava kabarcıklarında içerine hapsolmuş hava molekülleri ile dışarıdaki hava molekülleri arasında bir etkileşim vardır. Bu ikisi arasında arasında zıt dengeli bir baskı söz konusudur. İçerideki hava molekülleri dışarıdakiler ile teması minimumuma indirebilecek şekilde kümelenirler. Sonuç olarak ortaya çıkan şekil küreseldir.
Gaz haldeki hava molekülleri çevrelendikleri sabunlu sudan meydana gelmiş ince film tabakasının iç yüzeyinin her noktasına eşit bir güç uygular. Film içerideki hava moleküllerinin baskısı ile dışarıdaki havanın baskısı dengelenene kadar daralmaya devam eder. Bir nokta gelir ki iki hava basıncı dengelenir. İşte o anda ortaya çıkan şekil küredir.
Bununla birlikte küre şeklindeki bir kabın yüzey alanı diğer tüm şekillerden daha küçüktür. Örneğin biri küresel diğeri kübik olan iki kabınız olduğunu varsayın. Bu kapların her ikisi de aynı miktarda malzeme depoladığında, küresel olanın yüzey alanı daha küçük olacaktır.
Dışarıdaki basınç ve içerideki basınç nedeni ile sıkışan hava molekülleri mümkün olan en küçük yüzeyi kaplayana kadar kümelendikleri ve mümkün olan en küçük yüzey küre olduğu için baloncuklar (hava kabarcıkları vb.) küre şeklinde olur.
Sonuç olarak, daha basit bir şekilde ifade etmek istersek baloncukların küresel olmalarına yol açan yüzey gerilimidir diyebiliriz.