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Energie und Entropie, Monatsrätsel, Physik im Alltag und Naturphänomene

Rätselfoto des Monats November 2019

Wie kommt es zu dem Nebelstreifen?


Erklärung des Rätselfotos des Monats Oktober 2019

Frage: Wie kommen die Teile in die Tropfen?
Antwort: Das verschmutzte Blatt liegt auf dem Boden und wird von einem leichten Regenschauer überrascht. Das Wasser breitet sich nicht in einem Flüssigkeitsfilm auf dem Blatt aus, sondern in nahezu kugelförmigen Tropfen. Offenbar ist das Blatt wasserabweisend – hydrophob. Das heißt energetisch betrachtet, dass zur Ausbildung der Grenzfläche des Blatts mit dem Wasser mehr Grenzflächenenergie nötig wäre, als bei einer Grenzfläche mit der Luft. Erfahrungsgemäß (2. Hauptsatz der Thermodynamik) laufen die Vorgänge in der Natur so ab, dass so viel Energie wie unter den gegebenen Bedingungen möglich an die Umgebung abgegeben und damit die Grenzflächenenergie minimiert wird. Da die Grenzflächenenergie proportional zur Größe der Grenzfläche ist, folgt daraus eine Minimierung der Grenzfläche. Die Tendenz eine Kugel zu formen ist daher gewissermaßen zwangsläufig, weil diese die kleinste Oberfläche eines gegebenen Volumens einnimmt.
Mit dem Schmutz auf dem Blatt ist es gerade umgekehrt. Er ist wasserliebend – hydrophil. Daher kann sogar Energie an die Umgebung abgegeben werden, wenn der Schmutz statt mit der Luft eine Grenzfläche mit dem Wasser ausbildet, sich also mit Wasser umgibt. Die Schmutzteilchen landen daher in den Wassertropfen auf dem Blatt.

Diskussionen

27 Gedanken zu “Rätselfoto des Monats November 2019

  1. das ist der bekannte Chemtrail 🙂

    Verfasst von gkazakou | 1. November 2019, 00:15
  2. Vielleicht durch eine Warmzone! 🤔
    Liebe Grüße Babsi

    Verfasst von kunstschaffende | 1. November 2019, 00:53
    • Danke liebe Babsi, dass du wieder dabei bist, das Rätsel zu lösen. Allerdings ist dein Lösungsvorschlag diesmal nicht so „warm“ wie die früheren. Du solltest lieber am anderen Ende der Temperaturskala suchen. 😉
      Liebe Grüße, Joachim.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 1. November 2019, 09:48
  3. Wenn da ein Fluss ist, dann könnte es vielleicht Damir zusammen hängen. Fluss warm die Luft kalt, aber daß wäre wohl zu einfach!
    Vielleicht sind in dieser Zone auch andere Pflanzen und diese absorbieren in irgend einer Form das Licht, oder oder……. 🤔🤗🙆🙋

    Verfasst von kunstschaffende | 1. November 2019, 10:18
  4. Warmluft wird zu Eiskristallen?

    Verfasst von kopfundgestalt | 1. November 2019, 11:09
  5. Aufjedenfall ist es spannend!😁🤗🙆🙋

    Verfasst von kunstschaffende | 1. November 2019, 12:46
  6. es könnte so gehen: Oben über den Flügel ist die Luft schneller als unten herum. Wenn die Kante beim Landeanflug so steil ist, ist der Unterschied besonders gross. Hinter der Kante treffen die zwei Luftschichten aufeinander, und die Luft der unteren Schicht expandiert plötzlich in die Unterdruckzone der oberen Schicht hinein und kühlt sich dabei so stark ab, dass Luftfeuchtigkeit kondensiert. Vielleicht sogar schockgefriert.

    Verfasst von grugru | 2. November 2019, 08:57
    • Vielen Dank für die aufschlussreiche Erklärung. Was mir daran fehlt ist vielleicht noch ein Argument dafür, dass der Nebel nur in schlauchartig begrenzten Bereichen auftritt.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 2. November 2019, 09:30
      • ja, das ist komisch. Eventuell sind das Strömungsmuster in der drüberströmenden Luft, irgendwelche Zonen, vielleicht hervorgerufen durch marginale Unebenheiten oder Unterschiede im Luftdruck der Luft, die durchflogen wird.

        Verfasst von grugru | 2. November 2019, 09:51
  7. allerdings, wenn der Strömungsunterschied grösser wird, warum bekommt das Flugzeug dann nicht noch mehr Auftrieb und steigt wieder. wahrscheinlich ist der Winkel dieser hinteren Tragflächenklappe dazu der falsche. Die plötzliche Expansion der Luft hinter der Klappe ist möglicherweise eine Art Energie-Abfuhr vom Flugzeug, die es letztendlich ausbremst, sodass es sinken kann.

    Verfasst von grugru | 2. November 2019, 09:23
    • Im Start- und Landeanflug ist die Geschwindigkeit ja vergleichsweise niedrig, sodass der Beitrag des größeren Anstellwinkels zur Auftriebskraft nötig wird. Die Thermalisierung der Energie durch turbulente Wirbel ist m.E. ein Nebeneffekt.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 2. November 2019, 09:42
      • gut, das Flugzeug ist schon langsam und muss sogar mehr Auftrieb bekommen, sonst stürzt es gleich ab.
        (das untere habe ich geschickt, bevor ich die Antwort lesen konnte)
        danke!

        Verfasst von grugru | 2. November 2019, 10:16
      • Genau so ist es. Die Frage nach dem Zustandekommen der Schlauchartigkeit des Nebelstreifens bewahren wir uns für die Lösung in einem Monat auf, um die komplette Antwort für noch Grübelnde nicht vorwegzunehmen. Nochmals vielen Dank für diese kleine Fachdiskussion.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 2. November 2019, 10:40
  8. ah, durch den Winkel der Landeklappe bekommt das Flugzeug einen „Auftrieb“ in die Gegenrichtung der Flugrichtung, einen „Rücktrieb“ sozusagen. Deshalb wird es langsamer. vielleicht nicht nur deshalb.

    Verfasst von grugru | 2. November 2019, 09:48

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