TPE sur les bulles de savon

Résumé du document

Les bulles de savon, depuis des milliers d'années fascinent les scientifiques comme les artistes, les adultes comme les enfants. Mais ce n'est en réalité que depuis un peu plus de cent cinquante ans que les scientifiques se sont vraiment penchés sur la question.
Les Hommes, tentent de faire les bulles les plus grosses, les plus résistantes. Or, on ne peut pour faire des bulles de bonne qualité et de durée de vie acceptable se contenter d'utiliser de l'eau pure.
De plus, pourquoi les bulles de savon sont-elles des sphères ? Pourquoi le savon est-t-il indispensable à la création de bulles ? Il s'agira d'étudier comment se forment et évoluent les bulles de savon.
De ce fait, nous allons tenter d'expliquer pourquoi cela ne fonctionne pas seulement avec de l'eau. D'autre part, nous allons voir les caractères mathématiques de la bulle. Enfin, nous allons étudier les facteurs rentrant dans l'élaboration de grosses bulles de savon (...)

L'eau est un corps dont l'entité de base est une molécule composée d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène, liés de manière covalente. Elle se note H2O. La liaison est dite polarisée car l'atome d'oxygène est très électronégatif (il attire partiellement des électrons) et les atomes d'hydrogène sont électropositifs (ils cèdent des électrons).
On a donc l'apparition de deux pôles : soit deux pôles positifs au niveau des atomes d'hydrogène (...), soit un pôle négatif à l'opposé au niveau de l'atome d'oxygène (...)

Du fait de sa bipolarité, et comme l'atome d'oxygène attire énormément les atomes d'hydrogène, certains de ces derniers ont tendance à se lier à d'autres atomes d'oxygène issus de molécules voisines. Ces liaisons entre atomes sont appelées LIAISONS HYDROGENES (...)

Extraits

[...] C'est cette structure particulière qui permet de modifier les propriétés physiques des surfaces en abaissant les tensions superficielles : ils agissent donc sur la tension de surface, c'est pourquoi on les appelle des tensio-actifs. La goutte d'eau additionnée de liquide vaisselle s'étale plus que la goutte d'eau pure. Dans le liquide qu'est l'eau, il y a une attraction forte entre les molécules qui la composent. Donc, l'eau “cherche” à former des gouttes. Si on essaie de l'étaler, de la mettre en film, elle se laisse pas faire” et reforme des gouttes. Autrement dit, elle essaye d'avoir une surface minimale au contact de l'air. [...]

[...] Or, dans une bulle de savon la cohésion est apportée par la tension superficielle. Il existe donc une différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la bulle. La pression intérieure entraîne la bulle à grossir alors que les forces de pression extérieures essaient de contracter la bulle. De ce fait, il existe une relation entre pression intérieure et pression extérieure Pi–Pe = 4y/ R Equation de Laplace R : rayon de la bulle Pi : pression intérieure Pe : pression extérieure Prise au piège La lame de savon n'est en fait rien de plus qu'un très mince film d'eau (de l'ordre de quelques micromètres) «prisonnier» entre deux rangées d'ions carboxylates. [...]

[...] Elle est la molécule permettant aux bulles de résister plus longtemps. Il est composé de deux parties distinctes. La Partie Hydrophobe Cette première partie, «qui n'aime pas l'eau» est constituée d'une chaîne possédant un nombre important d'atomes de carbone. Cette partie tend à se dissoudre facilement dans des composés hydrocarbonés, mais pas dans l'eau avec laquelle elle n'entre pas en contact. C'est ce qu'on appelle la partie hydrophobe (ou lipophile, qui aime les graisses). La Partie Hydrophile Cette seconde partie est formée par un groupe hydrophile. [...]

[...] Le glucose épaissit la sauce et permet donc de garder plus longtemps l'eau dans le film de savon. L'épaississant (donc les molécules de glucose) sont des macros molécules complexes, ce qui permet de renforcer la résistance de la lame car ces molécules créent à l'intérieur du film de savon un réseau enchevêtré La glycérine La glycérine ou glycérol de formule C3H8O3 se présente sous la forme d'un liquide transparent, visqueux, incolore et inodore. Du fait de sa viscosité, elle évité l'écoulement de l'eau à l'intérieur de la bulle et ralentit donc son explosion. [...]

[...] van Rijn, Amour à la bulle de savon I. Étude des composants ou «Pourquoi cela ne fonctionne pas avec de l'eau seulement?» L'eau La molécule d'eau L'eau est un corps dont l'entité de base est une molécule composée d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène, liés de manière covalente. Elle se note H2O. La liaison est dite polarisée car l'atome d'oxygène est très électronégatif (il attire partiellement des électrons) et les atomes d'hydrogène sont électropositifs (ils cèdent des électrons). [...]