Ph 08Heimversuche |
David gegen GoliatAus Fernsehsendung Kopfball des WDR vom 21. Februar 1999 |
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In einer gerundeten Schale "kleben" zwei gleich große Seifenblasen nebeneinander.
Die Trennfläche zwischen den beiden schillernden Halbkugeln verläuft dabei senkrecht
zur Schale. Eine der beiden Blasen wird nun weiter aufgepustet. Dabei wölbt
sich die Trennfläche der kleineren Blase in die der größeren hinein.

vorab: Was passiert mit der Trennfläche?
Warum verschiebt sich die Trennfläche in Richtung der größeren Seifenblase?
Wie entstehen eigentlich Seifenblasen?
Die einzelnen Seifenmoleküle, die die Seifenblase bilden, kann man sich räumlich
vorstellen wie Stecknadeln: Sie besitzen einen kleinen Kopf und einen langen
Schwanz. Solche Moleküle sind in einer gewissen Art "Zwitter". Ihr Kopf ist
leicht in Wasser, der Schwanz leicht in Fetten löslich - also wasserabstoßend.
Wenn man nun einige Tropfen Seifen- bzw. Tensidlösung ins Wasser gibt, tummeln
sich die einzelnen Tensidmoleküle in Entenmanier an der Wasseroberfläche: Köpfchen
in das Wasser, Schwänzchen in die Höh'.
Wenn man nun eine Seifenblase macht, erhebt sich diese Schicht zur Halbkugel.
An deren Oberfläche liegen die länglichen Moleküle alle geordnet nebeneinander,
wie Stecknadeln, die auf einem Stopfpilz stecken. Untereinander üben sie Anziehungskräfte
aus. Dies führt an der Oberfläche zu einem gewissen Druck (Oberflächenspannung):
Die Seifenblase "möchte" sich also möglichst verkleinern.
Bläst man die Seifenblase auf, verrichtet man Arbeit gegen diesen Druck. Die
Molekülreihe an der Oberfläche wird auseinandergezogen. Bevor Lücken entstehen,
wandern aber schon neue Seifenmoleküle aus der Seifenlauge nach und füllen die
Lücken aus (sonst würde die Blase zerplatzen). Somit bleibt also die Oberflächenspannung
immer gleich. Der Druck im Innern nimmt aber mit wachsendem Radius ab! Sie kennen
dieses Phänomen ja auch vom Luftballon aufblasen. Anfangs geht es sehr schwer
(sie müssen einen hohen Druck überwinden). Dann geht es immer leichter, bis
der Ballon schließlich platzt.
Übertragen auf unser Experiment "David gegen Goliath" bedeutet dies also, dass
der Druck in der kleineren Seifenblase größer ist als in der größeren: Die Trennfläche
der kleineren Blase schiebt sich in die größere hinein.
Das ist übrigens auch der Grund dafür, wieso bei zwei unterschiedlich stark
aufgeblasenen Seifenblasen , die man über einen Strohhalm miteinander verbindet,
die kleinere die größere weiter aufpumpt. Bei verbundenen Luftballons, die eine
Gummimembran als Hülle haben, ist die Sache viel komplizierter. Hier kann
man je nach Größe der beiden Luftballons alles beobachten. Ist der
kleine sehr klein, bläst er den größeren auf, sind beide vergleichbar
groß, aber nicht sehr groß, tun sie sich gar nichts, sind aber beide
sehr groß, so gleichen sich ihre Größen an. Probiert es aus!

Die Oberflächenspannung ist eine Materialkonstante - sie verändert sich also
nicht und bleibt gleich.