¿Por qué las gotas de agua son esféricas?

La tensión superficial es responsable de la forma de las gotas líquidas. Aunque se deforman con facilidad, las fuerzas de cohesión de la capa superficial tienden a colocar las gotas de agua en forma esférica. En ausencia de otras fuerzas, incluida la gravedad, las gotas de prácticamente todos los líquidos serían aproximadamente esféricas. La forma esférica minimiza la “tensión de pared” necesaria de la capa superficial de acuerdo con la ley de Laplace.

En resumen, cuanto mayor es la tensión superficial, más formas redondas de agua obtienes. Y lo contrario ocurre con la energía potencial gravitacional: la menor aceleración gravitacional da como resultado más gotas esféricas de agua.

La gota de agua quiere minimizar su energía. La energía de la gota proviene de dos lugares diferentes: tensión superficial y gravedad. La tensión superficial quiere tirar la gota en una bola mientras que la gravedad quiere aplanarla. (Siempre hay otras fuentes de energía alrededor, pero estas dos son las que rigen el comportamiento aquí). Lo que le sucede a la caída depende de qué tipo de energía sea más importante. Eso a su vez depende de cuán grande sea la caída.

Tome una esfera de radio r. Su energía superficial es proporcional a r2, mientras que su energía gravitacional es proporcional a r4, por lo que la gravedad se vuelve cada vez más importante en r mayor.

Específicamente, para una tensión superficial σ, la energía superficial de la esfera es σ4πr2 y la energía gravitacional es gr (ρ43πr3) donde ρ es la densidad del agua y es la aceleración gravitacional local. (Asumimos aquí una esfera completa. En realidad, la caída debe asentarse en algo, por lo que habrá diferentes tensiones superficiales para cada interfaz de material, etc. Veremos aquí el agua que se sienta en una superficie súper hidrofóbica y nos mantendremos Tenga en cuenta que la forma verdadera depende un poco de las circunstancias).

La relación de energía superficial a energía gravitacional es

3σρgr2

Cuando este número es grande, la energía superficial es mayor y esperamos una forma casi esférica. A medida que el número disminuye con el aumento de r, esperamos que la esfera se nivele. Configurando el número a uno y resolviendo para r, usando σ = 72dyne / cm, obtenemos

r≈0.5cm.

Todo lo mejor si ustedes tienen más dudas, pregunten, los ayudaré.

Tu amigo,

GRENINJA

Cada molécula de líquido atrae a sus moléculas vecinas hacia ella, y también es atraída hacia cada molécula vecina. Solo las moléculas que están en la superficie no se dibujan externamente. Más allá de la superficie no hay más moléculas, por lo tanto, obviamente, no se trata de ser arrastrado por otras moléculas hacia afuera. Resultado: cada molécula en la superficie enfrenta la misma atracción hacia adentro. Es como si el centro común en el líquido ejerciera una atracción igual sobre cada una de las moléculas y las atrajera hacia ella. Por lo tanto, el líquido naturalmente toma forma esférica y se forma una gota. Aunque, no necesariamente cada gota es una esfera perfecta. La forma depende en última instancia del tamaño de una gota. Por ejemplo, la imagen de abajo muestra gotas de mercurio.

La primera es una esfera perfecta porque cada gota “trata” de mantener el área de superficie al mínimo. A medida que las gotas se hacen más grandes, se aplanan. Debido al gran tamaño, el tirón entre las moléculas no es suficiente para mantenerlas juntas fuertemente. Lo mismo se aplica también a las gotas de agua, que vemos deslizándose sobre las hojas de las plantas sin mojar la superficie.

Todos los objetos en el universo quieren alcanzar la energía más baja posible. como energía es proporcionalmente proporcional a la estabalidad. lo mismo en el caso de gotas de agua. También quiere alcanzar la energía más baja posible.

Como el área superficial de la esfera es menor para un volumen particular, la energía superficial es menor, esa es la razón, las gotas de agua son esféricas

La naturaleza se trata de hacer uso de la menor energía posible, si puedes entender este principio, te ayudará a entender muchas cosas en física. En pocas palabras, es la tensión superficial lo que hace que tome forma de una esfera, esto se debe a que una esfera tiene la menor cantidad de área de superficie para el mayor volumen, si no me cree, es simple calcular el área de superficie de las formas y volumen y hacer una tabla comparando los dos y la tendencia saldrá a la luz. Hemos utilizado esta ley natural en la forma en que los humanos han hecho rodamientos de bolas, dejándolos caer mientras están calientes y dándoles suficiente tiempo para que se conviertan en esferas. Un uso efectivo de la naturaleza de la energía.

El agua es cohesiva , lo que significa que se siente atraída por sí misma. Esta fuerza atractiva se manifiesta en una gota de agua en forma de tensión superficial , que es una forma formal de decir que el agua está más atraída hacia sí misma que hacia el aire circundante. La tensión superficial actúa para minimizar el área de superficie de la gota, y la forma que tiene un volumen dado con el área de superficie mínima es una esfera.

Es una buena pregunta y por suerte escribí un artículo sobre este tema y lo publiqué en el blog de un amigo.

¿Por qué las gotas de agua tienen forma esférica?

Y aqui esta el mio

amor a la ciencia

Las gotas de agua siempre asumen una forma esférica porque las esferas tienen la menor superficie de todas las demás formas volumétricas, por lo que las gotas tienden a lograr esa forma para lograr la máxima estabilidad.

Es debido a la tensión superficial que la molécula de H2o quiere alcanzar el área mínima