Olet varmasti koskaan tuijottanut sateeseen, hämmentynyt ja hämmästynyt siitä, miten sadepisarat putoavat siihen. Pisarat, jotka muistuttavat aina pyöreitä tai soikeita muotoja ja jotka henkilökohtaisesti näet ne putoavan kuin neulat. Mitkä salaisuudet ovat vesipisaroiden muodostumisen takana? Mitä piilossa on pienten vesipisaroiden pinta ja miksi vesipisarat muodostuvat?
Jos haluat selvittää kaikki nämä arvoitukset ja epäilykset, jatka lukemista 
Pisara vettä
Vesi on maapallon pinnalla esiintyvin alkuaine. Veden ansiosta elämä sellaisena kuin me sen tunnemme, on mahdollista. Ilman sitä ei olisi jokia, järviä, meriä tai valtameriä. Lisäksi me itse emme voisi elää, koska koostumme noin 70-prosenttisesti vedestä.
Vesi esiintyy kolmessa olomuodossa: kiinteänä (jäänä), nestemäisenä (vesi) ja kaasuna (vesihöyrynä). Sen olomuodon muutos riippuu täysin lämpötilasta ja paineesta. Kun jäätä lämmitetään, sen energia lisää sisällä olevien vesimolekyylien värähtelyjä, ja jää alkaa sulaa. Jos tämä lämpö jatkuu, hiukkaset erottuvat niin paljon, että niistä tulee kaasua. Vesihöyry ei ole muuta kuin pieniä vesipisaroita. Mutta…
Miksi muodostuu vesipisaroita?
Kun osoitamme veden molekyylejä, kuvittelemme ne pyöreiksi, kuin palloiksi, joita värähtely ja pyöriminen pitävät yhdessä. Jos näin olisi, miksi vesi ei leviä yhden molekyylin paksuiseksi, kun sitä läikkyy? Tämä tapahtuu pintajännityksen vuoksi . Molekyylien välisen pintajännityksen ansiosta voimme kelluttaa neulaa lasin päällä tai vesililjat voivat kävellä veden päällä.
Tämän ymmärtämiseksi sinun on tiedettävä, mitä nesteessä tapahtuu. Vesi koostuu molekyyleistä, jotka puolestaan ​​ovat atomeja. Jokaisella atomilla on positiivisia varauksia (protoneja) ja negatiivisia varauksia (elektroneja), ja niillä on yksi tai toinen muoto riippuen muodostettavan molekyylin tyypistä. Joskus elektronikuori houkuttelee enemmän toisiaan ja toisinaan protonit ja elektronit. Siksi tiedämme, että vetovoiman ja hylkäämisen voimia on.
Kun tarkastelemme nesteen sisällä olevaa molekyyliä, voimme nähdä, kuinka se on täysin muiden molekyylien ympäröimä ja kuinka kaikki molekyylien väliset voimat kumoavat toisensa. Jos yksi molekyyli vetää vasemmalle, toinen vetää oikealle samalla voimalla, joten ne kumoavat toisensa. Tämä tekee molekyyleistä vähemmän energiaa sisältäviä ja vakaampia . Etsitään aina tilaa, jonka ylläpitämiseen tarvitaan vähiten energiaa; kuuma jäähtyy, korkea putoaa ja niin edelleen.
Asiat mutkistuvat, kun tarkastelemme veden pintakerroksen molekyylejä. Nämä molekyylit eivät ole täysin muiden molekyylien ympäröimiä. Ne kokevat voimia vain toiselta puolelta, eivät toiselta. Tämän ongelman ratkaisemiseksi molekyylit järjestävät itsensä uudelleen yrittäen löytää muodon, joka minimoi niiden viemän pinta-alan. Tietyllä tilavuudella pienimmän pinta-alan omaava geometrinen muoto on pallo.
Kaikista näistä syistä vesipisaroita muodostuu, kun vettä kaadetaan, ja ne saavat pyöreän tai pallomaisen muodon. Tästä syystä myös pienimassaiset ja vettä tiheämmät esineet (kuten vesihiihtäjät) voivat kellua, koska veden pinta ei yleensä rikkoudu ja päästä vieraita esineitä sisään. Lisätietoja veden käyttäytymisestä saat vesihöyryä käsittelevästä osiosta tai lukemalla lisää sadepisaroiden muodosta.
Veden pintajännitys on suurempi kuin muissa nesteissä, koska sen molekyylien geometria on kulmikas ja aiheuttaa enemmän voimia.
Miksi sadepisarat ovat muotoisia kuin pisara?
Kun syy vesipisaroiden muodostumiseen on selitetty, on aika selittää, miksi nämä pisarat ottavat kyynelen muodon, kun ne putoavat taivaalta sateen aikana.
Sadepisarat kuvataan yleensä pisaranmuotoisina. Elleivät ne putoa ikkunaan, ne eivät kuitenkaan ole pisaranmuotoisia. Pienten sadepisaroiden säde on alle millimetrin ja ne ovat pallomaisia. Suuremmat sadepisarat saavat hampurilaissämpylän muodon, kun niiden säde ylittää 4,5 mm. Tällöin pisarat vääristyvät muodostaen laskuvarjon, jonka pohjan ympärille muodostuu vesiputki, ja hajoavat sitten pienemmiksi pisaroiksi.
Tämä vesipisaroiden muodon muutos johtuu kahden samanaikaisesti vaikuttavan voiman vuorovaikutuksesta. Ensimmäinen on aiemmin mainittu pintajännitys ja toinen on ilmanpaine , joka työntää pisaran pohjaa ylöspäin sen pudotessa. Kun vesipisara on pienempi, pintajännitys kohdistaa suuremman voiman kuin ilmanpaine, joten pisara saa pallomaisen muodon. Kun vesipisaran koko kasvaa, myös sen putoamisnopeus kasvaa, samoin kuin siihen vaikuttava ilmanpaineen voima. Tämä aiheuttaa pisaran litistymisen ja painumaa sen sisään.
Kun pisaran säde ylittää 4 mm, pisaran keskellä oleva syvennys kasvaa siten, että se muodostaa taskun, jonka päällä on vesirengas , ja tästä suuresta pisarasta muodostuu useita pienempiä.
Tämän tiedon avulla voit oppia hieman enemmän vesipisaroista ja siitä, miksi niillä on sellainen muoto ollessaan eri paikoissa. Nyt voit katsoa ikkunan läpi tuntemalla paremmin elementin, joka antaa meille elämän.
