die kinderfrage: Wieso bleibt ein Wassertropfen an der Decke hängen?
Wir wollen von Kindern wissen, welche Fragen sie beschäftigen. Jede Woche beantworten wir eine. Diese Frage kommt von Emil, 12 Jahre alt.
Emil, das ist eine wirklich gute Frage. Ein Wassertropfen hat schließlich keine Hände und Füße, mit denen er sich festhalten kann. Trotzdem klebt er an der Decke – genau wie Spider-Man! Und überhaupt nicht so wie du und ich. Denn wie fast alles auf der Erde würden wir zwei einfach nach unten plumpsen, weil uns die Schwerkraft gnadenlos Richtung Erdmittelpunkt zieht. Bei einem Wassertropfen aber ist das anders. Das macht ihn zu einem kleinen physikalischen Wunder. Doch bevor wir dort einsteigen, musst du verstehen, dass so ein Tropfen aus ganz vielen Wasser-Molekülen besteht.
Ein Molekül wiederum ist, vereinfacht gesagt, ein winzig kleines Teilchen. Und diese können Bindungen zu anderen Teilchen aufbauen, zum Beispiel zu den Molekülen der Deckenoberfläche. Diese Superkraft nennt man Adhäsion – das ist der Begriff für das Aneinanderhaften von Stoffen und Körpern. Und das verhindert, dass der Tropfen einfach runterfällt. Bei Spinnen und Fliegen ist das übrigens ähnlich. Sie haben winzig kleine Härchen auf ihren Füßen, die auch diese Klebekraft haben. Nur ist die, für jedes einzelne gesehen, sehr gering, weshalb sie so viele brauchen. Wir Menschen können das nicht. Denn wir haben keine Hafthaare oder Saugnäpfe, mit denen wir der Schwerkraft ein Schnippchen schlagen können. Schade!
Die Adhäsion ist nicht die einzige Eigenschaft, die einen Wassertropfen vor dem Absturz bewahrt. Nicht nur mit der Decke, sondern auch mit sich selbst bauen die Wasser-Moleküle Bindungen auf. Dadurch können sie zusammenhalten. So bilden sie überhaupt erst einen Tropfen und zerfließen nicht sofort. Die Spannung, die dabei außen entsteht, nennt man Oberflächenspannung, und der Zusammenhalt der Moleküle heißt Kohäsion.
Während der Tropfen zur Decke hin eine relativ große Oberfläche bildet, versucht er sie Richtung Luft wiederum so klein wie möglich zu halten. Deshalb sehen Wassertropfen, die an der Decke hängen, oft auch gar nicht tropfenmäßig, dafür mehr wie eine flache Schale aus. Wird der Tropfen jedoch zu groß, weil sich mehr Wasser sammelt, dann ist es um ihn geschehen: Platsch! Die Schwerkraft gewinnt gegen die geballte Kraft des Wassertropfens.
Hast du auch eine Frage? Dann schreib sie uns an kinderfragen@taz.de.
Lena Schega
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