De seguro que te fixaches na chuvia, desconcertado e sorprendido pola forma en que caen as gotas de choiva sobre ela. Pingas que sempre se asemellan a formas circulares ou ovaladas e que, en persoa, as ves caer coma se fosen agullas. Que misterios hai detrás da formación de gotas de auga? Que se agocha baixo a superficie de pequenas pingas de auga e por que se forman pingas de auga?
Se queres descifrar todos estes enigmas e dúbidas, segue lendo 🙂
Índice
Unha pinga de auga
A auga é o elemento máis común que existe na superficie terrestre. Grazas á auga, a vida tal e como a coñecemos pode desenvolverse. Se non fose por ela, non habería ríos, lagos, mares ou océanos. É máis, non poderiamos vivir xa que estamos compostos por un 70% de auga.
A auga pódese atopar nos tres estados: sólido (en forma de xeo), líquido (auga) e gas (vapor de auga). O seu cambio de estado depende enteiramente da temperatura e da presión. Cando se aplica calor ao xeo, a súa enerxía aumenta as vibracións das moléculas de auga no seu interior e comeza a fundirse. Se continúa esta calor, as partículas separaranse tanto que se converterán en gas. Vapor de auga son só pequenas pingas de auga. Pero ...
Por que se forman gotas de auga?
Cando sinalamos as moléculas que forman a auga, facémola de forma circular semellante ás bolas que se suxeitan vibrando e xirando. Se isto fose así, por que cando a auga se derrama non se estende ao espesor dunha soa molécula? Isto ocorre por mor do que se chama tensión superficial. Grazas á tensión superficial que existe entre as moléculas, podemos facer flotar unha agulla encima dun vaso ou os insectos zapateiros poden camiñar pola auga.
Para comprender isto, cómpre saber que está a suceder dentro do líquido. A auga está formada por moléculas e estas, á súa vez, son átomos. Cada átomo ten cargas positivas (protóns) e cargas negativas (electróns) e teñen unha ou outra forma, dependendo do tipo de molécula que estean formando. Ás veces a cuncha de electróns atrae máis e ás veces os protóns e os electróns. Polo tanto, sabemos que hai forzas de atracción e repulsión.
Cando observamos unha molécula no interior do líquido, podemos ver como está completamente rodeada de máis moléculas e onde todas as forzas intermoleculares que existen se cancelan. Se un disparase cara á esquerda, o outro dispararía cara á dereita coa mesma intensidade, polo que se cancelan. Isto fai que as moléculas teñan menos enerxía e son máis estables. Sempre se busca o estado que menos enerxía custa manter, o que está quente arrefríase, o que son caídas moi altas, etc.
A cousa complícase ao observar as moléculas que hai na capa superficial da auga. Estas moléculas non están completamente rodeadas doutras moléculas. Só reciben forzas dun lado, pero non do outro. Para solucionar este problema, as moléculas reposicionanse intentando atopar unha forma que minimice a superficie que ocupan. Para o mesmo volume, o corpo xeométrico coa menor superficie é a esfera.
Por todas estas razóns, as gotas de auga fórmanse cando a auga se verte nunha forma circular ou de esfera. Esta é tamén a razón pola que poden flotar obxectos con pouca masa e máis densos que a auga (como os insectos zapatas), xa que a superficie da auga tende a non romper para permitir a entrada de corpo estraño.
A tensión superficial na auga é maior que noutros líquidos xa que a xeometría das súas moléculas é angular e fai que existan máis forzas.
Por que as gotas de choiva teñen a forma de bágoa?
Unha vez explicado o motivo polo que se forman gotas de auga, é hora de explicar por que estas gotas teñen forma de bágoa cando caen do ceo durante a choiva.
Normalmente represéntase unha pinga de auga en forma de bágoa. Non obstante, a non ser que estas gotas caian sobre unha fiestra, non ten unha forma similar. As gotas de chuvia pequenas teñen un radio inferior a un milímetro e teñen forma esférica. Os máis grandes toman a forma de pan de hamburguesa cando alcanzan valores de radio superiores a 4,5 mm. Cando isto ocorre, as gotas distorsionanse nun paracaídas cun tubo de auga ao redor da base e esténdense en gotas máis pequenas.
Este cambio na forma das gotas de auga débese ao resultado da tensión de dúas forzas que actúan simultaneamente. O primeiro é a tensión superficial vista anteriormente e a segunda é a presión do aire, capa para empurrar a base da gota cara arriba mentres cae. Cando a gota de auga é menor, a tensión superficial exerce unha forza maior que a da presión do aire, de xeito que a gota toma a forma dunha esfera. A medida que aumenta o tamaño da gota de auga, aumenta a velocidade coa que cae, de tal xeito que tamén a forza coa que actúa a presión do aire sobre a gota de auga. Isto fai que a caída se aplane e se forme unha depresión no seu interior.
Cando o raio da caída supera os 4 mm, a depresión no centro da caída aumenta de xeito que se forma unha bolsa cun anel de auga na parte superior e desta gran pinga fórmanse varias pequenas.
Con esta información podes aprender un pouco máis sobre as gotas de auga e por que teñen esa forma cando están en diferentes lugares. Agora podes mirar pola ventá cun maior coñecemento sobre o elemento que nos dá vida.
Sexa o primeiro en opinar sobre