Wenn sich ein Tropfen zu bilden beginnt entsteht wie erwartet eine Einschnürung. Doch anstatt sich einfach weiter zu verjüngen, so dass eine „Tropfenform“ entstehen würde, zieht sie sich in die Länge. Es entsteht ein fadenförmiges Gebilde, an dessen Ende ein fast kugelförmiger Tropfen hängt. Dort wo der „Faden“ auf den Tropfen trifft bildet sich erneut eine Einschnürung. Wenn die Viskosität der Flüssigkeit hoch genug ist (höher als die von Wasser), zieht sich auch dies Einschnürung wieder in die Länge. Je höher die Viskosität desto häufiger wiederholt sich dieser Prozess. Irgendwann wird dies jedoch instabil und der Tropfen löst sich vom Faden. Aus dem Faden bilden sich teilweise weitere, kleinere Tropfen.

Das Ablösen eines Tropfen kann ohne weitere technische Hilfsmittel gut an einer Lavalampe beobachtet werden.

Regentropfen

Regen ist eine Form des Niederschlages, also kondensierter Wasserdampf. Auch Regentropfen haben keine „Tropfenform“. Bei einer Tropfengröße bis zu 0,5 mm sind sie kugelförmig. Normale Regentropfen von 2-3 mm Durchmesser sind oben halbkugelförmig und unten durch den Luftwiderstand eingedellt. Als Zwischenstadium findet man Tropfen, die unten abgeflacht sind. Große Tropfen aus Gewitterregen (max. 9 mm) werden instabil und zerreißen durch den Luftwiderstand. Bei einem Tropfenradius von 0,05 bis 0,25 mm spricht man von Nieselregen.

Die Tropfengröße innerhalb des Niederschlags ist statistisch verteilt, wobei sich verschiedenen Regenintensitäten ein jeweiliges Maximum zuordnen lässt.

Druck

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Der Tropfeninnendruck p hängt von der Oberflächenspannung (oder allgemeiner Grenzflächenspannung) $\backslash gamma$ der Flüssigkeit (eigentlich der Flüssig/Gas-Grenzfläche) und dem Radius r, sowie dem Luftdruck ab. Genaugenommen ist p die Differenz zwischen dem kapillaren Krümmungsdruck $p\_K$ und dem von außen wirkenden statischen Druck $p\_s$. Der kapillare Krümmungsdruck ergibt sich zu

$p\_K\; =\; 2\; \backslash gamma\; /\; r\; \backslash !$.

Kleine Tropfen haben also einen hohen Innendruck. Ist der Tropfen nicht rund, muss man die zwei zueinander senkrechten und extremalen Radien $r\_1$ und $r\_2$ des Oberflächenelements, an welchem $p\_K$ wirkt, betrachten und erhält

$p\_K\; =\; \backslash gamma\; (\; 1\; /\; r\_1\; +\; 1\; /\; r\_2\; )\; \backslash !$.

Siehe auch

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• Kondensation
• Nukleation
• Nebel
• Wolke
• Unterkühlung
• Gefrierender Regen

Literatur

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• Ian Stewart: Die Tränenform In: Spektrum der Wissenschaft 03/1996, Spektrum der Wissenschaft Verlag, Seite 10, ISSN 0170-2971

Weblinks

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