核心概念
化學
水
流體
表面張力
引言
你是否曾想過是什麼讓泡泡形成的？製作泡泡的秘密在於表面張力。在水中加入肥皂（比如你在水槽中洗碗用的那種），會改變水的表面張力，從而產生一種很適合製作泡泡的溶液。
如果你嘗試用普通水製作泡泡，你會很快發現效果並不好。這是因為水的表面張力——即保持液體分子在一起的力——太高了。當向水中加入洗滌劑時，它會降低表面張力，使泡泡能夠形成。新增其他物質，如玉米糖漿或甘油，可以改善泡泡的效果。哪種溶液能產生最好的泡泡呢？
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背景
在裝有水的容器中，微小的水分子相互吸引，這意味著它們不斷地相互拉扯。在水的表面，這些水分子被它們周圍和下方的水分子所吸引。但是它們上面沒有水分子可以被吸引（因為上面只有空氣）。這就是產生表面張力的力的原因。水錶面的水分子不想向上移動，遠離它們所吸引的其他水分子。這使得普通水的表面張力很高。事實上，它太高了，無法形成大的泡泡。
當向水中加入肥皂洗滌劑時，它會降低表面張力，從而使泡泡能夠形成。洗滌劑分子增加了水分子之間的距離，並減少了這些分子相互作用的能力。這降低了水分子相互施加的拉力——或吸引力——從而降低了溶液的表面張力。其他物質，如玉米糖漿或甘油，可以新增到水和洗滌劑的溶液中，以製造更好的泡泡。
材料
• 三個開口較大的大杯子或罐子
• 一個量杯（一杯）
• 量匙（湯匙）
• 三杯蒸餾水（可在超市購買）
• 勺子
• 液體洗碗皂（例如，Dawn或Joy品牌）
• 甘油，小瓶裝（可在藥店或藥房購買）
• 淡玉米糖漿
• 三根絨毛條
• 記號筆
• 計時器
準備工作
• 分別在三個杯子上貼上標籤“僅洗滌劑”、“甘油”和“玉米糖漿”。
• 在所有三個杯子中加入一杯蒸餾水。
• 在“僅洗滌劑”杯中，額外加入一湯匙水。
• 製作一個絨毛條棒，方法是將絨毛條從中間捏住，將其中一半彎成一個圓圈，然後扭動一點末端以固定。用這種方法再製作兩個絨毛條棒，確保它們的直徑都相同。
步驟
• 在所有三個杯子中加入兩湯匙洗滌劑。用勺子將每個杯子中的洗滌劑混合。當你在混合洗滌劑時，你應該看到有小氣泡形成。你認為為什麼每種溶液中都需要洗滌劑？
• 在“甘油”杯中加入一湯匙甘油。在“玉米糖漿”杯中加入一湯匙玉米糖漿。甘油和玉米糖漿的粘稠度如何？其中一種看起來比另一種更粘稠（濃稠且粘稠），還是它們的粘度大致相同？混合“甘油”和“玉米糖漿”杯中的內容物。
• 從其中一種溶液中吹一個泡泡（在室外最好，但在廚房水槽或其他任何可以弄得稍微粘稠的地方也可以）。嘗試用你的棒子抓住泡泡，並計時泡泡在破裂之前持續了多長時間。這可能很難做到，所以你可能需要先練習一下。此外，讓另一個人幫你計時可能會有幫助。
• 從每種溶液中捕捉並計時至少四個泡泡，並寫下時間。計算每種溶液的平均泡泡壽命。為此，將每種泡泡型別的記錄時間分別相加，然後將每個總數除以你記錄該泡泡的次數（例如，如果你的“僅洗滌劑”泡泡的時間為 5.1 秒、4.5 秒、5.2 秒和 5.7 秒，則平均時間為 5.1 秒）。哪種溶液產生的泡泡持續時間最長？哪種溶液產生的泡泡壽命最短？你認為這是為什麼？是否有些溶液比其他溶液產生更大的泡泡？
• 額外內容：泡泡溶液中甘油或玉米糖漿的濃度如何改變泡泡的持續時間？你可以再次嘗試這項活動，在溶液中使用不同量的甘油或玉米糖漿。多少太少，多少太多？你能否製作一種泡泡溶液，使泡泡的持續時間比原始活動中的泡泡更長？
• 額外內容：泡泡總是呈球形嗎？嘗試將絨毛條扭成不同的形狀，如星星、正方形或三角形。用這些不同形狀的絨毛條棒製作的泡泡是什麼形狀？觀察和結果
加入甘油或玉米糖漿的溶液是否產生持續時間更長的泡泡？加入甘油的溶液是否產生了持續時間最長的泡泡？
洗滌劑足以降低水的表面張力，使泡泡能夠形成。由水和洗滌劑溶液形成的泡泡是一個球形的水分子層，兩側都被洗滌劑分子層包圍。洗滌劑分子的某些部分被水吸引（這意味著它們被稱為親水的），而其他部分不想靠近水（它們是疏水的）。因此，泡泡中的洗滌劑分子會定向排列，使其親水部分接觸水，而疏水部分向外，接觸空氣。
與加入甘油或玉米糖漿的溶液相比，僅含水和洗滌劑的溶液可能產生的泡泡更小、壽命更短。當洗滌劑分子之間的水分子層蒸發時，泡泡就會破裂。但是甘油和玉米糖漿與水分子形成弱鍵，並減緩蒸發過程，從而延長泡泡的壽命和耐久性。甘油可以產生更強、更持久的泡泡，但玉米糖漿通常在泡泡溶液中替代使用，因為它更便宜。你能在家裡找到其他可以新增到水中製成泡泡溶液的物質嗎？如果你嘗試洗髮水或液體洗手皂等產品，你可以檢視它們的成分，看看是什麼在幫助泡泡形成。
更多探索
《破裂的泡泡產生微小的泡泡》來自大眾科學
來自探索館 Rob Hipschman 的“泡泡”。
來自化學與工程新聞的“肥皂泡泡”。
來自 NASA 的“週六早晨科學”的“無皂泡泡”。
來自科學夥伴的“泡泡學”。
此活動由科學夥伴合作推出