Пена — это множество пузырьков воздуха, ограниченных тончайшей пленкой жидкости. Из жидкости, образующей пену, легко можно получить и отдельную пленку. Эти пленки очень интересны. Они могут быть чрезвычайно тонки: в наиболее тонких частях их толщина не превосходит стотысячной доли миллиметра. Несмотря на свою тонкость, они иногда очень устойчивы. Мыльную пленку можно растягивать и деформировать. Сквозь мыльную пленку может протекать струя воды, не разрушая ее (рис. 408). Смоченный мыльной водой стальной шарик пролетает сквозь мыльную пленку, оставляя ее целой. В момент пролета шарик, очевидно, обволакивается пленкой с обеих сторон и затем отрывается, причем поврежденное место поверхности немедленно восстанавливается.
Чем же объяснить устойчивость пленок? Прежде всего, заметим, что устойчивые пленки и пена не могут образовываться в химически чистых жидкостях, Непременным условием образования пены является
Рис. 408. Струя воды протекает сквозь мыльную пленку, не разрушая ее
Рис. 409. Схематическое изображение строения мыльной пленки: А и В — поверхностные слои, богатые молекулами мыла; С — слой почти чистой воды
прибавление к чистой жидкости (вода, спирт и т. п.) растворяющихся в ней веществ и притом таких, которые сильно понижают поверхностное натяжение. Как показывает опыт, молекулы такого растворенного вещества собираются в поверхностном слое жидкости (адсорбируются, § 258).
Какое это имеет значение для прочности пленки, например мыльной? Мыльная пленка представляет собой тройной слой (рис. 409). В двух наружных слоях мы имеем воду, насыщенную молекулами веществ, входящих в состав мыла, в. среднем слое — почти чистую воду.
Теперь представим себе, что пленка по какой-нибудь причине в одном месте утончилась. Это поведет к тому, что здесь обнажится внутренний слой почти чистой воды. Поверхностное натяжение этого слоя, как мы видели, больше. Вследствие большого поверхностного натяжения утончившееся место пленки потянет в свою сторону жидкость из других, более толстых частей. Этим будет вновь достигнута одинаковая толщина пленки на всем протяжении, и опасность разрыва пленки исчезнет. Напротив, в чистых жидкостях малейшее изменение толщины в каком-либо месте или ничтожная неравномерность в силах, действующих на пленку, не может быть компенсирована изменением поверхностного натяжения и ведет к разрыву пленки,
467 далее