(equilibrium of charged soap bubble ) साबुन के आवेशित बुलबुले का संतुलन : क्या आप जानते है की साबुन का बुलबुला कैसे संतुलित रहता है या उस पर कौन कौन से बल कार्य करते है ? साबुन का बुलबुला फूटता क्यों है ? इन सभी चीजों के अध्ययन करेंगे और बलों के लिए सूत्र का निर्माण भी करेंगे।
साबुन के बुलबुले पर दो दाब कार्य करते है , एक आंतरिक पृष्ठ पर तथा दूसरा बुलबुले के बाह्य पृष्ठ पर।
साबुन के बुलबुले की आंतरिक पृष्ठ पर वायु का दाब कार्य करता है तथा इसकी बाह्य पृष्ठ पर वायुमंडलीय दाब कार्य करता है।
आंतरिक पृष्ठ पर कार्यरत वायु का दाब , बाह्य पृष्ठ पर उपस्थित वायुमडलीय दाब से अधिक होता है और इसी दाब आधिक्य को ही पृष्ठ तनाव बल संतुलित करता है।
माना एक r त्रिज्या का बुलबुला है और इसका पृष्ठ तनाव T है तो दाब आधिक्य
Pex = 4T/r
बुलबुले के पृष्ठ पर बाहर की ओर वैद्युत दाब σ2/2ε0 कार्यरत रहता है।
इस स्थिति में
Pex + σ2/2ε0 = 4T/r
Pex = 4T/r – σ2/2ε0
जब बुलबुले को आवेशित किया जाए तो एक स्थिति ऐसी आयेगी जब दाब आधिक्य का मान शून्य हो जाता है और इस स्थिति के बाद बुलबुला फुट जाता है।
Pex = 0
4T/r = σ2/2ε0
बुलबुले की त्रिज्या (r)
बुलबुले पर पृष्ठ आवेश घनत्व
बुलबुले पर कुल आवेश q = σ x 4πr2