ทำไมหยดน้ำจึงมีรูปร่างและมีรูปร่างอย่างไร?

หยดน้ำที่ตกลงมา

คุณคงเคยจ้องมองสายฝนอย่างงงงวยและประหลาดใจกับการที่เม็ดฝนตกลงมา หยดที่มักจะมีลักษณะเป็นวงกลมหรือวงรีและในคนคุณจะเห็นว่ามันตกลงมาราวกับเป็นเข็ม ความลึกลับอะไรอยู่เบื้องหลังการก่อตัวของหยดน้ำ? สิ่งที่ซ่อนอยู่ใต้พื้นผิวของหยดน้ำเล็ก ๆ และทำไมหยดน้ำจึงก่อตัวขึ้น?

หากคุณต้องการถอดรหัสปริศนาและข้อสงสัยเหล่านี้อ่านต่อไป🙂

หยดน้ำ

หยดน้ำบนพื้นผิว

น้ำเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ที่มีอยู่บนพื้นผิวโลก ขอบคุณน้ำชีวิตที่เรารู้ว่ามันพัฒนาได้ ถ้าไม่ใช่สำหรับเธอก็จะไม่มีแม่น้ำทะเลสาบทะเลหรือมหาสมุทร ยิ่งไปกว่านั้นเราคงอยู่ไม่ได้ เนื่องจากเราประกอบด้วยน้ำ 70%

น้ำสามารถพบได้ในทั้งสามสถานะ: ของแข็ง (ในรูปของน้ำแข็ง) ของเหลว (น้ำ) และก๊าซ (ไอน้ำ) การเปลี่ยนแปลงสถานะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน เมื่อความร้อนถูกนำไปใช้กับน้ำแข็งพลังงานของมันจะเพิ่มการสั่นสะเทือนของโมเลกุลของน้ำที่อยู่ภายในและจะเริ่มละลาย หากความร้อนนี้ยังคงดำเนินต่อไปอนุภาคจะแยกออกมากจนกลายเป็นก๊าซ ไอน้ำ พวกมันเป็นเพียงหยดน้ำเล็ก ๆ แต่ ...

ทำไมหยดน้ำจึงเกิดขึ้น?

หยดน้ำบนแก้ว

เมื่อเราชี้ให้เห็นโมเลกุลที่ประกอบกันเป็นน้ำเราจะทำให้มันเป็นรูปทรงกลมคล้ายกับลูกบอลที่จับกันด้วยการสั่นและหมุน ถ้าเป็นเช่นนั้นทำไมเมื่อน้ำหกจึงไม่กระจายไปที่ความหนาของโมเลกุลเดี่ยว? สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสิ่งที่เรียกว่า แรงตึงผิว. ต้องขอบคุณแรงตึงผิวที่มีอยู่ระหว่างโมเลกุลทำให้เข็มลอยอยู่บนแก้วหรือแมลงที่ทำรองเท้าเดินผ่านน้ำได้

เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้คุณต้องรู้ว่าเกิดอะไรขึ้นภายในของเหลว น้ำประกอบด้วยโมเลกุลและสิ่งเหล่านี้เป็นอะตอม แต่ละอะตอมมีประจุบวก (โปรตอน) และประจุลบ (อิเล็กตรอน) และมีรูปแบบหนึ่งหรือรูปแบบอื่นขึ้นอยู่กับชนิดของโมเลกุลที่ก่อตัวขึ้น บางครั้งเปลือกอิเล็กตรอนจะดึงดูดกันและกันมากขึ้นและบางครั้งโปรตอนและอิเล็กตรอน ดังนั้นเราจึงรู้ว่ามีแรงดึงดูดและแรงผลักดัน

เมื่อเรามองไปที่โมเลกุลภายในของเหลวเราจะเห็นว่ามันถูกล้อมรอบไปด้วยโมเลกุลจำนวนมากขึ้นได้อย่างไรและกองกำลังระหว่างโมเลกุลทั้งหมดที่มีอยู่จะยกเลิกซึ่งกันและกันอย่างไร ถ้าคนหนึ่งยิงไปทางซ้ายอีกคนจะยิงไปทางขวาด้วยความรุนแรงเท่ากันดังนั้นพวกเขาจึงยกเลิกกัน ซึ่งทำให้โมเลกุลมี พลังงานน้อยลงและมีเสถียรภาพมากขึ้น. มักจะมองหาสถานะที่ใช้พลังงานน้อยที่สุดในการรักษาสิ่งที่ร้อนเย็นลงสิ่งที่น้ำตกสูงมาก ฯลฯ

ข้อผิดพลาดของช่างทำรองเท้าเหนือน้ำ

สิ่งนี้ซับซ้อนเมื่อสังเกตโมเลกุลที่อยู่ในชั้นผิวเผินของน้ำ โมเลกุลเหล่านี้ไม่ได้ถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลอื่นอย่างสมบูรณ์ พวกเขาได้รับพลังจากด้านหนึ่งเท่านั้น แต่ไม่ได้รับจากอีกด้านหนึ่ง เพื่อแก้ไขปัญหานี้โมเลกุลจะปรับตำแหน่งตัวเองโดยพยายามหารูปร่างเพื่อลดพื้นที่ผิวที่มันครอบครอง สำหรับระดับเสียงเดียวกัน รูปทรงเรขาคณิตที่มีพื้นที่ผิวน้อยที่สุดคือทรงกลม

ด้วยเหตุผลทั้งหมดนี้หยดน้ำจะเกิดขึ้นเมื่อน้ำถูกเทลงในรูปทรงกลมหรือทรงกลม นี่เป็นสาเหตุที่ทำให้วัตถุที่มีมวลน้อยและหนาแน่นกว่าน้ำ (เช่นแมลงพายเรือ) สามารถลอยน้ำได้เนื่องจากพื้นผิวของน้ำมีแนวโน้มที่จะ ไม่แตกเพื่อให้สิ่งแปลกปลอมเข้ามา

แรงตึงผิวในน้ำสูงกว่าของเหลวอื่น ๆ เนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุลเป็นเชิงมุมและทำให้เกิดแรงมากขึ้น

ทำไมเม็ดฝนถึงมีรูปร่างเหมือนหยดน้ำตา?

เม็ดฝน

เมื่อถึงสาเหตุที่หยดน้ำเกิดขึ้นแล้วก็ถึงเวลาอธิบายว่าทำไมหยดเหล่านี้จึงมีรูปร่างเหมือนหยดน้ำเมื่อตกลงมาจากท้องฟ้าในช่วงฝนตก

โดยปกติจะเป็นภาพหยดน้ำรูปหยดน้ำ อย่างไรก็ตามหากหยดเหล่านี้ไม่ตกบนหน้าต่างก็จะไม่มีรูปร่างคล้ายกัน มีเม็ดฝนขนาดเล็ก รัศมีน้อยกว่ามิลลิเมตรและมีรูปร่างเป็นทรงกลม ชิ้นที่ใหญ่ที่สุดจะมีรูปร่างเหมือนขนมปังแฮมเบอร์เกอร์เมื่อถึงค่ารัศมีมากกว่า 4,5 มม. เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นหยดน้ำจะบิดเบี้ยวเป็นร่มชูชีพโดยมีท่อน้ำอยู่รอบ ๆ ฐานและกระจายออกเป็นหยดเล็ก ๆ

การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของหยดน้ำนี้เกิดจากความตึงเครียดของแรงสองแรงที่กระทำพร้อมกัน ประการแรกคือ แรงตึงผิวก่อนที่จะเห็นและประการที่สองคือความกดอากาศเลเยอร์เพื่อดันฐานของดรอปขึ้นด้านบนเมื่อมันตกลงมา เมื่อหยดน้ำมีขนาดเล็กลงแรงตึงผิวจะออกแรงมากกว่าแรงดันอากาศดังนั้นการหยดจึงมีรูปร่างเป็นทรงกลม เมื่อขนาดของหยดน้ำเพิ่มขึ้นความเร็วที่ตกลงมาจะเพิ่มขึ้นในลักษณะที่แรงดันอากาศกระทำต่อหยดน้ำ สิ่งนี้ทำให้การลดลงแบนราบมากขึ้นและความหดหู่ก่อตัวขึ้นภายใน

เมื่อรัศมีของหยดน้ำเกิน 4 มม. ความหดหู่ที่อยู่ตรงกลางของหยดจะเพิ่มขึ้นในลักษณะที่เกิดขึ้น กระเป๋าที่มีวงแหวนน้ำอยู่ด้านบน และจากหยดขนาดใหญ่นี้จะเกิดขึ้น

ด้วยข้อมูลนี้คุณจะสามารถทราบข้อมูลเพิ่มเติมเล็กน้อยเกี่ยวกับหยดน้ำและเหตุใดจึงมีรูปร่างเช่นนั้นเมื่ออยู่ในสถานที่ต่างๆ ตอนนี้คุณสามารถมองผ่านหน้าต่างด้วยความรู้ที่มากขึ้นเกี่ยวกับองค์ประกอบที่ทำให้เรามีชีวิต


เป็นคนแรกที่จะแสดงความคิดเห็น

แสดงความคิดเห็นของคุณ

อีเมล์ของคุณจะไม่ถูกเผยแพร่ ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมายด้วย *

*

*

  1. ผู้รับผิดชอบข้อมูล: Miguel ÁngelGatón
  2. วัตถุประสงค์ของข้อมูล: ควบคุมสแปมการจัดการความคิดเห็น
  3. ถูกต้องตามกฎหมาย: ความยินยอมของคุณ
  4. การสื่อสารข้อมูล: ข้อมูลจะไม่ถูกสื่อสารไปยังบุคคลที่สามยกเว้นตามข้อผูกพันทางกฎหมาย
  5. การจัดเก็บข้อมูล: ฐานข้อมูลที่โฮสต์โดย Occentus Networks (EU)
  6. สิทธิ์: คุณสามารถ จำกัด กู้คืนและลบข้อมูลของคุณได้ตลอดเวลา