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Monatsrätsel, Physik im Alltag und Naturphänomene

Rätselfoto des Monats Dezember 2021

Wie kommt es zu dieser geraden Begrenzung der Reifschicht?


Erklärung des Rätselfotos des Monats November 2021

Frage: Warum krümmt sich der Strahl?

Antwort: Das ist eine alte Frage und hat zu zahlreichen Erklärungen geführt. Neueren Untersuchungen zufolge spielt die Benetzbarkeit (Hydrophilie) des Tüllenmaterials, die bei üblichen Teekannen verhältnismäßig groß ist, die entscheidende Rolle bei der Krümmung der Flüssigkeitsströmung. Die Stärke der Benetzbarkeit kann durch den sich zwischen Tülle und Flüssigkeit einstellenden sogenannten Kontaktwinkel charakterisiert werden. Ein kleiner Kontaktwinkel weist auf eine starke Anziehung (Adhäsionskraft) hin. Wenn die Flüssigkeit über die nach unten gekrümmte Tülle strömt, tendiert sie einerseits aufgrund der Trägheitskraft dazu, ihre Richtung beizubehalten. Andererseits wird sie aufgrund der Adhäsionskraft von der Tülle „festgehalten“ und folgt ihrer Krümmung. Da die Trägheitskraft mit der Strömungsgeschwindigkeit zunimmt, überwiegen die Adhäsionskraft und damit die Krümmung umso mehr, je langsamer die Flüssigkeit strömt. Beim vorsichtigen Einschenken des Tees wird dieser also auch gegen die Schwerkraft zur Kanne hin gekrümmt. Erreicht der Strom dabei den ebenfalls hydrophilen Kannenhals, wird der Strahl durch diesen angezogen und bildet den im Foto zu sehenden gekrümmten Strahl aus.
Die beste Möglichkeit zur Vermeidung des Teekanneneffekts besteht demnach darin, die Teekannentülle aus Material mit einer geringen Benetzbarkeit (hydrophob) zu fertigen, was durch entsprechende Beschichtungen erreicht werden könnte.

Diskussionen

24 Gedanken zu “Rätselfoto des Monats Dezember 2021

  1. Eine schräge Wand, die Lichtstrahlen abhält?

    Verfasst von kopfundgestalt | 1. Dezember 2021, 01:09
    • Warum so gerade? Was machen die Lichtstrahlen? Sind Eiskristalle nicht transparent?

      Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Dezember 2021, 10:22
      • Ich muß mich korrigieren, das war nachts unter Einfluß, als ich das schrieb.
        Die Sonne fällt schräg ein. Wo sie hinreicht, sind die Kristalle weg.
        Die schräge Eiskristallfront erhält kein Licht, nur von der Umgebung. Wieso sie stumpf ist, kann ich nicht sagen.

        Verfasst von kopfundgestalt | 1. Dezember 2021, 10:32
      • Welcher Einfluss das wohl gewesen sein mag 😉
        Meinst du mit „stumpf“ matt? Noch eine Frage: Warum sind die Kristalle weg, wenn die Sonne hinreicht? Ist nicht Eis transparent für Sonnenlicht?

        Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Dezember 2021, 18:01
      • Die Sonne löst doch die Kristalle auf
        Das Licht von der strasse wird gegen die matte Matte geworfen, die aber auf schmutz aufsitzt.
        Diese Scheiben sind ja dreckig.

        Verfasst von kopfundgestalt | 1. Dezember 2021, 21:41
      • Vor allem die Reifkristall lassen das Licht noch einige Male hin und her reflektieren, wobei stets ein gewisser Teil absorbiert wird, der sich als Wärme bemerkbar macht.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Dezember 2021, 21:48
  2. Wenn ich mir den Lichteinfall so betrachte, könnte die Wärme der Sonne ihre Hand im Spiel haben…🙄

    Verfasst von mmandarin | 1. Dezember 2021, 04:29
  3. Es könnte der Schatten und die dadurch begrenzte Schutzwirkung eines naheliegenden Objektes sein das eine etwas höhere Temperatur und damit eine geringere Frosteinwirkung zuläßt. Der erkennbare Balkon im Hintergrund z.B.

    Verfasst von paulpeterheinz | 1. Dezember 2021, 06:32
  4. War vielleicht die gesamte Scheibe bereift, bevor sie unten von der Sonne erreicht wurde? In dem von der Sonne erwärmten Bereich taute der Reif weg, im Schatten ist es weiterhin zu kühl.

    Verfasst von Ule Rolff | 1. Dezember 2021, 13:46
    • Ja, das muss man wohl voraussetzen. Du setzt so selbstverständlich voraus, dass da wo die Sonne hinkommt, der Reif verschwindet. Sofern Eiskristalle durchsichtig sind, dürften sie doch eigenlich kein Sonnenlicht absorbieren…

      Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Dezember 2021, 18:04
      • Gerade bezweifle ich, was für mich immer selbstverständlich war: ist bei Sonnenstrahlung Licht und Wärme eigentlich dasselbe?
        Mir fällt auf, dass du in all deinen Antworten so ausdrücklich von „SonnenLICHT“ sprichst … und nicht von Wärme.

        Verfasst von Ule Rolff | 1. Dezember 2021, 18:58
      • Das ist ein wesentlicher Aspekt. Das Sonnenlicht besteht aus einem großen Spektrum verschiedener Wellenlängen (im sichtbaren Bereich als Farben erkennbar), worunter auch solche unsichtbaren Anteile gehören, die vom Glas weitgehend absorbiert werden. Allerdings sind diese sehr gering. Glas hat die angenehme Eigenschaft, dass fast die gesamte Energie des Sonnenlichts im sichtbaren Bereich liegt und durch die Scheibe hindurchgeht.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Dezember 2021, 19:30
  5. Die Reifschicht ist auch sichtbar im Hintergrund des Stuhls, trotz Sonnenstrahlung. Daher denke ich, es könnte vielleicht eine zweite Wärmequelle geben?!

    Verfasst von Andrea H | 1. Dezember 2021, 15:14
  6. Ah, wenn man die Bedachung der Bushaltestelle auf der anderen Seite betrachtet,sieht man dort einen Schatten des Daches der Bushaltestelle. Diese Seite ist offen und hat keine Verglasung. Dieser Schatten hat die gleiche geradlinige Form, wie die der Begrenzung der Reifschicht.

    Verfasst von Andrea H | 1. Dezember 2021, 15:23
  7. Das Dach der Bushaltestelle dürfte aus dem gleichen Material sein wie die seitliche transparente Scheibe auf der sich die Reifschicht mit der geraden Linie befindet. Das Metall am Dach wirft einen Schatten auf die Scheibe mit der Reifschicht. Also es gibt keine zweite Wärmequelle, wie ich zuerst dachte. Es ist das unterschiedliche Material des Daches, welches mit Hilfe der Sonneneinstrahlung die gerade Linie zeichnet.

    Verfasst von Andrea H | 1. Dezember 2021, 15:34
  8. OK, ich habe mich doch nochmal unentschieden. Das Dach der Bushaltestelle ist nicht transparent. Der Schatten dieses Daches erzeugt durch den Temperaturunterschied die geradlinige Begrenzung Der Reifschicht.

    Verfasst von Andrea H | 1. Dezember 2021, 17:30
  9. Danke für das spannende Rätsel. Mir gefällt der Blog sehr.

    Verfasst von Andrea H | 2. Dezember 2021, 20:43
  10. Ich denke, dass der untere Teil schon von der Sonne beschienen wurde, während der obere Teil noch im Schatten überlebte. Man sieht zumindest an den Wassertröpfchen, dass da was getaut hat.

    Verfasst von Claudia Hinz | 4. Dezember 2021, 18:07

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