//
Energie und Entropie, Marginalia, Physik im Alltag und Naturphänomene

Tropfenbahnen am Fenster

Was bleibt einem nach einem verregneten Sommer anderes übrig, als den wässrigen Erscheinungen auch etwas Positives abzugewinnen. So bemerke ich beispielsweise zu Beginn eines neuen Regenschauers, dass die ersten Tropfen sich oft perlenkettenartig auszurichten scheinen, wie auf dem Foto zu sehen. Später wenn die Anzahl der Tropfen überhand nimmt, geht dieses Phänomen im Tropfengedränge unter.
Die Tropfenbahn ist das Ergebnis eines physikalischen Vorgangs. Wenn ein Tropfen die Fensterscheibe trifft, benetzt er diese. Denn die Scheibe ist hydrophil = wasserliebend und zieht das Wasser an. Da der ursprüngliche Tropfen mit einer erheblichen Geschwindigkeit  auftrifft, bewegt er sich aus Trägheit noch ein Stück weiter. Und da die Scheibe ihn nicht loslassen kann oder will, passiert das zweitbeste; er hinterlässt eine Wasserbahn, in die der Tropfen schließlich völlig aufgeht.
Diese Bahn ist aber instabil und nur ganz kurz zu sehen. Sie hat nämlich nicht nur eine große gemeinsame Grenzfläche mit der Scheibe, sondern auch mit der Luft. Zur Ausbildung dieser Grenzfläche ist sehr viel Grenzflächenenergie nötig. Da aber die Natur bestrebt ist, so viel Energie an die Umgebung abzugeben wie unter den gegebenen Umständen möglich ist (2. Hauptsatz der Thermodynamik), verkleinert sich die Grenzfläche: Durch zufällige Schwankungen in der Höhe und Breite der hinterlassenen Bahn, schnüren sich einzelne Bereiche ab und ziehen sich zu einzelnen Tropfen zusammen. Das passiert alles so schnell, dass man es mit bloßem Auge gar nicht sehen kann.
Eigentlich streben die Tropfen eine Kugelform an, da die Kugel bei gegebenem Volumen die kleinste Oberfläche besitzt. Aber das gelingt wegen der Hydrophilie der Scheibe nur an der Grenzfläche zwischen Wasser und Luft. Außerdem kommt auch noch die Schwerkraft ins Spiel, durch die die Tropfen ebenfalls deformiert werden. Als Endergebnis ergibt sich dann die auf dem Foto zu sehende Tropfenbahn.

Advertisements

Diskussionen

2 Gedanken zu “Tropfenbahnen am Fenster

  1. Spannend wie stets. Und was den Sommer angeht, ein wirklich herrliches optimistisches Denken – meinen Dank 🙂

    Verfasst von simonsegur | 20. September 2017, 09:32

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden / Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden / Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden / Ändern )

Google+ Foto

Du kommentierst mit Deinem Google+-Konto. Abmelden / Ändern )

Verbinde mit %s

%d Bloggern gefällt das: