Сигурно сте икад загледали кишу, збуњени и запањени начином пада кишних капи на њу. Капи које увек подсећају на кружне или овалне облике и које, лично, видите како падају као да су игле. Које мистерије стоје иза стварања капљица воде? Шта се крије испод површине ситних капљица воде и зашто настају капљице воде?
Ако желите да дешифрујете све ове енигме и сумње, наставите да читате 🙂
Кап воде
Вода је најчешћи елемент који постоји на земљиној површини. Захваљујући води, живот какав познајемо може да се развије. Да није било ње, не би било река, језера, мора или океана. Шта више, нисмо могли да живимо пошто смо састављени од 70% воде.
Вода се може наћи у сва три стања: чврстом (у облику леда), течном (вода) и гасу (водена пара). Његова промена стања у потпуности зависи од температуре и притиска. Када се топлота примени на лед, његова енергија повећава вибрације молекула воде унутар њега и он почиње да се топи. Ако се ова топлота настави, честице ће се толико одвојити да ће се претворити у гас. Водена пара то су само мале капљице воде. Али ...
Зашто се формирају капи воде?
Када истакнемо молекуле који чине воду, правимо је кружног облика сличног куглицама које се држе вибрирањем и ротирањем. Ако је то било тако, зашто се вода када се пролије не шири до дебљине једног молекула? Ово се догађа због онога што се зове површински напон. Захваљујући површинском напону који постоји између молекула, можемо учинити да игла плута на врху чаше или инсектарски инсекти могу да ходају кроз воду.
Да бисте то разумели, морате знати шта се дешава унутар течности. Вода се састоји од молекула, а то су заузврат атоми. Сваки атом има позитивне наелектрисања (протони) и негативне наелектрисања (електрони) и они имају један или други облик, у зависности од врсте молекула који формирају. Понекад електронску љуску више привлаче једни друге, а други пут протоне и електроне. Стога знамо да постоје силе привлачења и одбијања.
Када посматрамо молекул унутар течности, можемо видети како је у потпуности окружен са више молекула и где се све постојеће интермолекуларне силе међусобно поништавају. Ако би један пуцао улево, други би истим интензитетом пуцао удесно, па се међусобно поништавају. Због тога молекули имају мање енергије и стабилнији су. Увек тражите државу која најмање кошта одржавање, вруће се хлади, врло високо пада, итд.
Ствар је сложена када се посматрају молекули који се налазе у површинском слоју воде. Ови молекули нису у потпуности окружени другим молекулима. Снагу добијају само с једне стране, али не и са друге. Да би решили овај проблем, молекули се премештају покушавајући да пронађу облик како би смањили површину коју заузимају. За исту количину, геометријско тело са најмањом површином је сфера.
Из свих ових разлога капљице воде настају када се вода улије у кружни облик или облик кугле. То је такође разлог зашто предмети који имају малу масу и гушћи су од воде (попут инсеката постолара) могу да плутају, јер површина воде тежи да не сломити како би се омогућило улазак страног тела.
Површински напон у води је већи него у другим течностима, јер је геометрија његових молекула угаона и узрокује постојање више сила.
Зашто су кишне капи у облику сузне капљице?
Објаснивши разлог зашто настају капљице воде, време је да објаснимо зашто те капи попримају облик сузе када падају с неба током кише.
Обично је приказана кап воде у облику сузе. Међутим, уколико ове капљице не падну на прозор, он нема сличан облик. Мале кишне капи имају полупречника мањег од милиметра и сферног су облика. Највеће попримају облик лепиња за хамбургере када достигну вредности радијуса веће од 4,5 мм. Када се то догоди, капљице се искриве у падобран са цевчицом воде око базе и рашире у мање капљице.
Ова промена облика капљица воде настала је услед напетости две силе које делују истовремено. Прва је претходно виђена површинска напетост, а друга је притисак ваздуха, слој да потисне основу капљице према горе док пада. Када је кап воде мањи, површински напон врши већу силу од притиска ваздуха, тако да кап добија облик сфере. Како се величина капљице воде повећава, брзина којом она пада повећава се на такав начин да се повећава и сила којом ваздушни притисак делује на кап воде. То доводи до тога да кап постане спљоштенија и у њему се формира депресија.
Када радијус капљице пређе 4 мм, удубљење у средишту капљице се повећава на такав начин да настаје торба са воденим прстеном на врху а од ове велике капи настаје неколико малих.
Помоћу ових информација можете да сазнате мало више о капљицама воде и зашто имају такав облик када су на различитим местима. Сада можете гледати кроз прозор са већим знањем о елементу који нам даје живот.