AS BOLAS DE SABÃO SÃO ESFERICAS

Bolha de sabão é uma película muito fina de sabão e água em forma de esfera e de superfície iridescente. Normalmente as bolhas de sabão duram apenas alguns segundos e logo explodem por si mesmas ou por contato com outro objeto. Muitas vezes são usadas como objeto de jogos para crianças, porém seu uso em espetáculos artísticos demonstra que também podem ser fascinantes para os adultos. Podem também ajudar a resolver problemas matemáticos complexos sobre o espaço, já que sempre se busca a menor área de superfície entre pontos ou arestas.

Estrutura

A pele da borbulha é uma fina camada de água encurralada entre duas camadas de móleculas tensoativas, geralmente sabão. Estes tensoativos possuem uma cauda hidrofóbica e uma ponta hidrofílica. As ponta hidrofílicas são atraídas pela fina camada de água e mantém intacta a bolha. Quando as caudas hidrofóbicas se agitam a estrutura explode.

Propriedades matemáticas

Bolhas em um lavátorio.

Bolha de sabão também é uma ilustração física da Teoria das Superfícies Mínimas, um complexo problema matemático.[1] Por exemplo, embora seja conhecida desde 1884 que uma bolha de sabão esférica é uma forma de juntar um certo volume de ar com menor área (um teorema de HA Schwarz), foi demonstrado recentemente no ano 2000 que duas bolhas de sabão unidas proporcionam uma ótima maneira de juntar dois certos volumes de ar com a menor área da superfície. Este chamado teorema da bolha dupla.[3]
As películas de sabão buscam minimizar sua área de superfície, ou seja, minimizar sua energia de superfície. O melhor design para uma bolha isolada é uma esfera. Grupo de muitas bolhas em uma espuma tem formas muito mais complicadas.


Física

Bolhas de sabão, Jean-Baptiste-Siméon Chardin, metade do século XVIII.
A bolha pode existir porque a camada superficial de um líquido (geralmente água) tem certa tensão superficial, o que faz com que a camada se comporte como uma folha elástica. Uma bolha feita apenas com um líquido puro não é estável e necessita de um tensoativo dissolvido, como o sabão, para estabilizar. Um erro comum é acreditar que o sabão aumenta a tensão superficial da água. De fato, o sabão faz justamente o contrário, diminuindo a tensão superficial de um líquido em aproximadamente 1/3. O sabão não reforça a bolha, mas estabiliza pelo mecanismo chamado de Efeito Marangoni. Esticando a película de sabão, a concentração de sabão diminui, aumentando a tensão superficial. Assim, o sabão reforça seletivamente partes mais frágeis da bolha e impede a extensão. Além disso, o sabão reduz a evaporação, para que as bolhas durem mais, embora esse efeito é relativamente pequeno.

Congelamento

As bolhas de sabão criadas ao ar em uma temperatura abaixo de -15 °C (5 ºF) são congeladas quando tocam uma superfície. O ar do interior é perdido gradualmente por difusão, fazendo as bolhas se enrugarrem com o próprio peso.Em baixas temperaturas, exemplo, -25 °C (-13 ºF), as bolhas se congelam no ar, podendo quebrar ao tocar o solo. Em uma temperatura tão baixa, uma bolha soprada com o ar quente dos pulmões, primeiramente congela-se em forma semi-esférica, porém quando o ar quente se esfria, perdendo volume, há um colapso parcial da bolha. Uma bolha soprada com sucesso a