Por que as bolhas são redondas?
No caso das bolhas, as moléculas de ar presas no interior experimentam uma força das moléculas de ar fora da bolha. Eles, por sua vez, também exercem uma força igual e oposta. Devido a isso, as bolhas de ar dentro tentam se agrupar em uma forma que minimize seu contato com o ar externo. A forma resultante é esférica.Lembro que sempre que ia a uma feira, sempre procurava uma daquelas coisinhas com as quais você pode fazer bolhas. Você sabe, a pequena garrafa de solução de sabão e uma ‘varinha’ que você pode mergulhar na primeira e depois soprar para fazer bolhas redondas e bonitas.
Bem, se minha descrição não está ajudando muito, a seguinte imagem deve dizer do que estou falando:
Você fez bolhas assim? (Crédito da foto: Pixabay)
Tenho certeza de que você fez bolhas usando esse ‘dispositivo’ em algum momento; se não, você pode estar morto por dentro. Ou de outro planeta.
De qualquer forma, a coisa sobre as bolhas que é muito legal é que a) elas são tão coloridas, eb) elas geralmente são absolutamente esféricas. Não importa o tamanho, as bolhas que se formam com este brinquedo são sempre redondas!
Venha para pensar sobre isso, não é apenas as bolhas feitas por este brinquedo que são esféricas, mas praticamente todas as bolhas, certo? Você já pensou sobre o porquê?
Nota:Nem todas as bolhas são necessariamente esféricas; eles podem ter diferentes formas além de uma esfera, mas, para o escopo deste artigo, consideraremos apenas as formas mais genéricas, isto é, as esféricas.
Então vamos começar.
O que são bolhas?
Uma bolha de sabão é uma camada extremamente fina de água e sabão que envolve um determinado volume de ar. Como tal, a bolha forma uma esfera oca e possui uma superfície iridescente (isto é, uma superfície que parece mudar gradualmente de cor quando vista de diferentes ângulos).
Bolhas de sabão são iridescentes. (Crédito da foto: Pixabay)
Simplificando, você poderia dizer que uma bolha é apenas ar envolto em filme de sabão. A película de sabão é feita de água (ou algum outro líquido) e sabão.
Bolhas de sabão não duram mais do que alguns segundos, e muitas vezes rebentam sozinhas ou depois de entrar em contato com outra coisa. As bolhas podem estourar quando são cutucadas com alguma coisa, ou até explodirem sozinhas. O último acontece quando a água entre a superfície do filme de sabão se evapora.
Essas são algumas coisas básicas para saber sobre bolhas em geral. Agora, vamos abordar a questão que colocamos no título:
Por que as bolhas são redondas?
Como mencionado anteriormente, uma bolha é essencialmente um filme de água com sabão que envolve um determinado volume de ar. Agora, esse filme fino é feito de moléculas que tendem a se unir. O ar cercado por este filme é contraído pelo filme e, como é um gás, exerce uma força igual em cada ponto de superfície que entra em contato com ele.
Uma bolha prende o ar dentro dela e, como tal, é oca. (Crédito da foto: Pixabay)
O filme continua em contração até que um ponto é atingido quando as forças que causam a contração do filme são balanceadas pela pressão (que faz com que as moléculas de ar exerçam uma força sobre o filme) que o ar retido exerce sobre o filme. Neste momento, as forças exercidas e experimentadas por ambas as partes estão em equilíbrio.
A forma resultante de tal equilíbrio de forças é uma esfera, porque, matematicamente, uma esfera é a única forma na qual cada ponto é exatamente igual a todos os outros pontos da forma. Assim, em uma bolha esférica, cada molécula de sabão está puxando um número igual de moléculas de sabão circunvizinhas.
Como o ar preso dentro da bolha resulta em uma forma esférica.
Outra maneira de olhar para a forma esférica das bolhas é que uma esfera é a única forma que pode armazenar um determinado volume (de qualquer coisa) e reter a menor área de superfície. Por exemplo, vamos supor que você tenha dois contêineres, um dos quais é esférico e outro cúbico. Ambos os contêineres podem armazenar a mesma quantidade de material nele.
Se você medir suas dimensões, no entanto, você notaria que a área da superfície do contêiner esférico seria menor que a cúbica. Isso se aplica a todas as outras formas quando comparadas a uma esfera; este último sempre tem a menor área de superfície para um determinado volume.
No caso das bolhas, as moléculas de ar presas no interior experimentam uma força das moléculas de ar fora da bolha. Eles, por sua vez, também exercem uma força igual e oposta. Devido a isso, as bolhas de ar dentro tentam se agrupar em uma forma que minimize seu contato com o ar externo. A forma resultante é sempre esférica e a força que une as bolhas de ar e as mantém em uma forma esférica é chamada de tensão superficial.
Em outras palavras, você poderia dizer que é a tensão superficial que é responsável pela forma esférica das bolhas.
Referências:
- Universidade da Califórnia, Santa Cruz
- Universidade da Califórnia, Santa Bárbara
- Universidade Estadual da Geórgia
- Exploratorium: O Museu de Ciência, Arte e Percepção Humana
- Universidade de Stanford
