چرا یک قطره کوچک مایع به شکل یک کره در می آید؟ جلوه های غیر معمول از خواص آب در گرانش صفر. در شرایط بی وزنی آب به شکل توپ در می آید

خواص فیزیکی غیرمعمول مایعات نه تنها در یک آزمایشگاه علمی، بلکه در زندگی واقعی نیز آشکار می شود. شما می توانید رفتار شگفت انگیز آب را هم در زمین و هم در فضا مشاهده کنید. واقعاً مهم نیست که آب از چه منبعی گرفته می شود: از چاه، دریاچه، رودخانه یا دریا. نمونه‌های آب جمع‌آوری‌شده از منابع مختلف از نظر ترکیب شیمیایی متفاوت هستند، اما تجلی کیفیت فیزیکی بدون تغییر باقی می‌ماند.

رفتار آب تحت تأثیر گرانش

آب مانند هر مایع دیگری که در هر ظرفی ریخته می شود، تحت تأثیر نیروی جاذبه زمین قرار می گیرد که مایع را به کف ظرف فشار می دهد. در عین حال، نیروهای کشش سطحی وجود دارد که آب را مجبور می کند تا حد ممکن حجم کمتری را اشغال کند. این نیروها به شما این امکان را می دهند که کمی بیشتر از حجم آن آب درون ظرف بریزید. به نظر می رسد آب در یک کلاهک روی لبه های دیوارها جمع می شود. نیروی کشش سطحی مانع از ریختن آن می شود.

اثر این نیرو زمانی قابل مشاهده است که سوزنی که روی سطح آب قرار می گیرد شناور بماند. یکی دیگر از مظاهر نیروی کشش سطحی زمانی رخ می دهد که آب از یک ظرف کج ریخته می شود: جریان آب همیشه شکل یک استوانه را به خود می گیرد. در حضور گرانش، نیروی کشش سطحی و نیروی گرانش همیشه متعادل هستند.

آب در مدار

تمام اجسام در فضاپیمایی که به دور یک سیاره می چرخند در حالت بی وزنی هستند. بنابراین، نیروی کشش سطحی به میزان بیشتری روی آب کابین فضاپیما شروع به اعمال می کند. مشخص است که یک توپ به عنوان یک جسم هندسی دارای کمترین سطح با حجمی برابر با سایر اجسام است. در نتیجه، آبی که از یک کشتی در شرایط گرانش صفر ریخته می شود، به صورت توپ جمع می شود و در هوا شناور می شود، زیرا وزنی ندارد.

به هر حال، آبی که در یک بطری ریخته می شود نیز به شکل توپ ها و قطرات زیادی در آن "شناور" می شود و پر کردن کامل بطری با آب مشکلات خاصی را ایجاد می کند: آب ریخته شده هوا را از بطری به همراه گلوله های آب جابجا می کند. . فقط آبی که به دیواره ها می چسبد در بطری باقی می ماند. شایان ذکر است که در کابین سفینه فضایی دوش وجود ندارد، زیرا آبی که از سر دوش خارج می شود، البته به داخل سوراخ تخلیه نمی ریزد، بلکه به صورت توپ در داخل کابین دوش پخش می شود. به جای دوش، برای اهداف بهداشتی، فضانوردان از حوله های مرطوب استفاده می کنند که نمونه اولیه دستمال مرطوب شناخته شده است.

میدونی؟..

ایستگاه های مداری سالیوت مجهز به دوش بودند: آب همراه با جریان هوای فشرده به کابین می رسید و سپس مانند جاروبرقی به داخل زهکشی مکیده می شد. این فناوری به دلیل مصرف قابل توجه آب، بی‌سود تلقی می‌شد و ISS مدرن مجهز به دوش نبود.

«تظاهرات غیرمعمول خواص آب در جاذبه صفر» BC "POISK"، به دوستان بگویید: 21 مه 2017

تصویر در پست چرا یک قطره آب در استوا کاملاً توپی شکل است؟ از اینجا بود - یک مقاله علمی بسیار جالب در مورد اینکه آب در گرانش صفر چه شکلی به خود می گیرد...

برنج. 1. نمودار پایداری اشکال قطرات. سرعت زاویه ای چرخش بدون بعد در امتداد محور عمودی (محور ارتین) و تکانه زاویه ای بدون بعد چرخش قطره مایع در امتداد محور افقی (محور آبسیسا) ترسیم می شود. . برنج. از physics.aps.org

تاپ نوعی آب است...

فیزیکدانان دانشگاه ناتینگهام مجموعه ای از آزمایشات را برای تعیین شکل قطرات آب معلق در فضا با استفاده از شناور دیامغناطیسی انجام دادند. نشان داده شده است که، تحت شرایط خاص، قطرات در حالت تعادل می توانند نه تنها به شکل کروی یا بیضی شکل، بلکه مثلثی، چهار گوش و حتی پنج ضلعی نیز به خود بگیرند. نتایج تحقیق می تواند هم برای توضیح ساختار اجرام نجومی (سیاه چاله ها، کمربند کویپر) و هم برای توصیف هسته های اتمی که به سرعت در حال چرخش هستند استفاده شود.

چی یک قطره مایع در غیاب جاذبه به شکل توپ استبدیهی به نظر می رسد، اما این واقعیت تنها در سال 1863 توسط فیزیکدان بلژیکی جوزف پلاتو، که در آن زمان مدت ها نابینا شده بود، تأیید شد، پس از اینکه یک بار به مدت 25 ثانیه بدون توقف به خورشید ظهر روز خیره شد. او برای اثبات آن، یک قطره روغن زیتون را در مخلوط آب و الکل قرار داد که چگالی آن به اندازه روغن بود. با متعادل کردن نیروی گرانش وارد بر قطره با نیروی ارشمیدسی (شناور)، دانشمند به حالت بی وزنی برای قطره دست یافت. در نتیجه چنین دستکاری هایی، قطره شکل کروی به خود گرفت. این دانشمند بلژیکی همچنین آزمایشاتی را بر روی چرخاندن یک قطره و مشاهده دگردیسی هایی که در نتیجه برای آن رخ می دهد انجام داد. افلاطون توانست این را ثابت کند، با افزایش سرعت چرخش روغن زیتون، قطره شکل خود را از کروی به بیضی تغییر داد و سپس به ساختاری دولوبی شبیه یک بیضی بسیار کشیده تبدیل شد. و در نهایت، با سرعت چرخش بسیار بالا، قطره تبدیل به یک چنبره شد. به طور شماتیک، تغییر شکل یک قطره با افزایش سرعت چرخش مایع در آن در شکل 1 نشان داده شده است. 1.

متأسفانه آزمایشات پلاتو به یک دلیل ساده بی نقص نبودند. محیطی که در آزمایشات او جسم مورد مطالعه را احاطه کرده است، به دلیل نیروهای ویسکوزیته، تأثیر اضافی نامطلوبی بر شکل قطره دارد. بنابراین، نتایج تحقیقات فیزیکدان بلژیکی فقط کیفی بود. و به مدت 150 سال پس از آزمایشات بلژیکی، مانع اصلی برای توصیف کمی از روند چرخش و تبدیل شکل یک قطره، تأثیر نیروهای اصطکاک چسبناک باقی مانده است.

اخیراً، آزمایش‌های پلاتو در یک فضاپیما با یک قطره روغن سیلیکون تکرار شد. اما چنین آزمایشاتی، همانطور که درک آن آسان است، لذت ارزانی نیست - برای این کار نیازی به پرتاب فضاپیمای خاصی ندارید. و برنامه های تحقیقات علمی در فضا در حال حاضر بیش از حد اشباع شده است، بنابراین همیشه زمانی برای مطالعه قطرات وجود ندارد. این بدان معنی است که لازم است چنین شرایط آزمایشی انتخاب شود که همزمان هم اثر گرانش روی جسم مورد مطالعه و هم اثرات یک محیط چسبناک از بین برود (مثلاً در آزمایشات Plateau این اصطکاک بین یک قطره روغن زیتون است. و مخلوط اطراف الکل و آب).

فیزیکدانان دانشگاه ناتینگهام یک روش اصلی را پیشنهاد کرده اند جبران گرانش. این مشکل را حل کردند با استفاده از شناور دیامغناطیسی قطرات آب(شکل 2). دانشمندان ناتینگهام نتایج تحقیقات تجربی خود را در مجله Physics Review Letters در مقاله اشکال غیر متقارن یک قطره آب مغناطیسی معلق و چرخان منتشر کردند. مقاله در حوزه عمومی است).

حقیقت این هست که برخی از مواد به دلیل ماهیت مغناطیسی خود دیامغناطیس هستند (مثلاً آب)، به این معنا که یک میدان مغناطیسی ضعیف را به خود منتقل می کند(یک دیامغناطیس ایده آل است ابررسانا).

برنج. 2. نقشه های شماتیک و اصل عملیاتی تنظیمات آزمایشی مورد استفاده نویسندگان برای مطالعه شکل قطرات آب (به توضیحات در متن مراجعه کنید). تصاویری از مقاله مورد بحث

با این حال، تا حدی، تا یک عمق کوچک، میدان مغناطیسی همچنان به ماده دیامغناطیس نفوذ می کند و جریان الکتریکی را در سطح آن ایجاد می کند. این جریان میدان مغناطیسی خاص خود را در ماده دیامغناطیس ایجاد می کند، که، همانطور که بود، از میدان بیرونی دفع می کند. بنابراین، این مقاومت در برابر نفوذ یک میدان مغناطیسی خارجی است که باعث می‌شود مواد دیامغناطیسی در فضا شناور شوند یا معلق شوند. اما درک این نکته ضروری است که برای وقوع معلق دیامغناطیسی، میدان خارجی باید بسیار قوی باشد. در آزمایش‌هایی با قطرات آب، میدان مغناطیسی که باعث شناور شدن قطرات می‌شد، با استانداردهای فیزیکی غول‌پیکر بود - 16.5 تسلا (چند ده‌ها هزار بار قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین). شگفت زده ام که به این ترتیب می توانید نه تنها قطرات آب، بلکه حتی ملخ ها و قورباغه ها را نیز معلق کنید(ویدئو را ببینید).

پس از اینکه مشکل از بین بردن جاذبه با موفقیت حل شد (مشکل محیط زیست با این راه حل دیگر وجود ندارد - اصطکاک چسبناک از هوا ناچیز است)، لازم بود مکانیزمی ارائه شود که مایع درون قطرات آب معلق را بچرخاند. مانند آزمایشات افلاطون. راه حل این مشکل نیز "مغناطیسی" بود. دانشمندان ایجاد کرده اند "موتور الکتریکی مایع": دو الکترود طلای نازک در قطره قرار داده شد که یکی از آنها با محور تقارن قطره منطبق بود (شکل 2a). جریانی از الکترودها عبور می کرد که جهت جریان آن عمود بر خطوط نیروی میدان مغناطیسی خارجی بود.

در نتیجه، گشتاور نیروی لورنتس حاصل باعث چرخش مایع درون قطره شد و فرکانس این چرخش به قدرت جریانی که بین الکترودها می‌گذرد بستگی داشت (شکل 2b). یکی از ویژگی های اضافی جالب "موتور الکتریکی مایع" توانایی یک الکترود غیر محوری (یعنی عدم تطابق با محور تقارن قطره) برای ایجاد امواج سطحی با دامنه کوچک بر روی قطره است. چرا این امر ضروری بود بعداً مشخص خواهد شد.

با استفاده از تکنیک ابداع شده توسط نویسندگان مقاله، امکان مشاهده اشکال مختلف قطرات وجود داشت. به ویژه، هنگامی که مایع در داخل چنین اجسامی می چرخد، طبق پیش بینی های نظری، می توان انتقال آنها را از شکل دولوبی به شکل مثلثی (سه لوبی) مشاهده کرد و ساختار دوم، همانطور که توسط همان نظریه پیش بینی می شود، باید ناپایدار باشد. . دانشمندان انگلیسی با استفاده از یک قطره آب با حجم 1.5 میلی لیتر (مطابق با قطر 14 میلی متر) که در آن ضریب کشش سطحی با کمک یک سورفکتانت به نصف کاهش یافت، برای اولین بار نشان دادند که برخلاف پیش بینی های نظری، دستیابی به ثبات در شکل مثلثی امکان پذیر است. تثبیت از طریق ترکیبی از چرخش افت و تولید امواج سطحی روی آن حاصل شد. بدین ترتیب امواج سطحی نقش نوعی تثبیت کننده مثلثی شکل قطره آب را ایفا کردند.

همانطور که مشخص شد، تحریک امواج سطحی روی یک قطره، همراه با چرخش آن، به دست آوردن قابل توجهی را ممکن می کند. انواع قطرات آب که افلاطون حتی تصورش را هم نمی کرد.

برنج. 3. شکل بالا نموداری از تغییر شکل یک قطره آب 1.5 میلی لیتری در طول زمان با تغییر سرعت چرخش مایع است. نمودار درونی وابستگی جریان بین الکترودها به زمان را نشان می دهد. شکل های a-f دنباله ای از عکس ها هستند که تغییر شکل یک قطره آب را نشان می دهند. نام عکس ها (M1، M2، M3، M4) با نام فایل های ویدئویی که تکامل شکل قطره را نشان می دهد مطابقت دارد. برای جزئیات به متن مراجعه کنید طراحی و عکس از مقاله مورد بحث

در شکل شکل 3 تکامل زمانی یک قطره آب 1.5 میلی لیتری را با یک سورفکتانت در ترکیب آن نشان می دهد که فرکانس چرخش تغییر می کند (rps - تعداد دور در ثانیه). چند توضیح در مورد نمودار در فرکانس چرخش کم و عدم وجود امواج سطحی روی قطره، شکل آن شبیه یک کروی مایل است.(کروی صاف) - به عبارت دیگر، شکل قطره بیضی شکل. پس از فعال شدن امواج سطحی با کمک یک جریان، و افزایش سرعت چرخش مایع درون قطره، شکل آن به یک بیضی بسیار کشیده تبدیل شد - به عبارت دیگر، دولپه ای شد(ناحیه قرمز روی نمودار و عکس فوری از M1b در زیر نمودار). بخش زرد نمودار مربوط به ناحیه زمانی است قطره به عنوان یک جسم جامد (به عنوان یک کل واحد) شروع به چرخش حول محور خود می کند.و زمانی که در همان زمان، امواج سطحی در امتداد قطره "راه می روند". در نتیجه، قطره به نظر می رسد که در عکس M1c نشان داده شده است - دانشمندان این شکل قطره را دوبخشی ایستا + چرخان نامیدند.

افزایش بیشتر جریان و سرعت چرخش قطره را از بیضی (دو لپه ای) به مثلثی تبدیل می کند(در این مورد، رفتار دینامیکی افت ثابت نیست) - منطقه سبز روی نمودار و عکس M2. علاوه بر این، هنگامی که امواج سطحی چنین ساختاری از یک قطره آب را تثبیت کردند، افزایش سرعت چرخش می تواند به پدیده ای دست یابد که در آن قطره شروع به رفتار مانند یک جسم جامد کند - به عنوان یک کل واحد می چرخد. (TOR - شکل یک دایره در حال چرخش در یک مارپیچ - Ouroboros به نقل از Blavatsky که توسط ایوان افرموف ذکر شده است و به طور کلی در بسیاری از جاها ذکر شده است:)این ناحیه به رنگ آبی در نمودار نشان داده شده است (عکس M4 را نیز ببینید). قابل توجه وجود یک منطقه گذار است، زمانی که قطره مانند یک جسم جامد شروع به رفتار می کند (عکس M3 را ببینید). در نمودار، چنین ناحیه ای با درجه بندی رنگ های سبز و آبی مطابقت دارد.

یک قطره آب با حجم 3 میلی لیتر، در حال حاضر بدون افزودن سورفکتانت، خود را تا حدودی غنی تر از نظر تکاملی نشان می دهد (شکل 4). تا مدتی، رفتار قطره بزرگتر از نظر کیفی با آنچه در بالا مورد بحث قرار گرفت تفاوتی ندارد. با این حال، همانطور که از شکل. 4، در دقیقه پنجم آزمایش، با افزایش یکنواخت سرعت زاویه ای چرخش مایع، می توان شکل چهار و حتی پنج ضلعی یک قطره (نقاط آبی و بنفش در نمودار و عکس های M10 و M11 را مشاهده کرد. ) که، با این حال، مانند یک جسم جامد رفتار نمی کند. اگر منصف باشیم، توجه می کنیم که این شکل پایدار نیست و با گذشت زمان به شکل دو قسمتی (بیضی بسیار کشیده، عکس M12) تبدیل می شود، که رفتار آن مربوط به یک جسم جامد در حال چرخش است.

در اینجا، در قالب یک آرشیو فشرده، یک گالری از 12 فیلم کوتاه نشان دهنده تکامل قطرات آب است که توسط دانشمندان انگلیسی مطالعه شده است. عکس های فوق M1-M12 همچنان فریم های این فیلم ها هستند و با نام فیلم ها مطابقت دارند: فایل های ویدئویی M1-M4 قطره 1.5 میلی لیتری را نشان می دهد، M5-M12 قطره آب را با حجم 3 میلی لیتر نشان می دهد.

برنج. 4. شکل بالا نموداری از تغییر شکل یک قطره آب 3 میلی لیتری در طول زمان با تغییر سرعت چرخش مایع است. نمودار درونی وابستگی جریان بین الکترودها به زمان را نشان می دهد. شکل های a-h دنباله ای از عکس ها هستند که تغییر شکل یک قطره آب را نشان می دهند. نام عکس ها (M5، M6 ... M12) با نام فایل های ویدئویی که تکامل شکل قطره را نشان می دهد مطابقت دارد. برای جزئیات به متن مراجعه کنید طراحی و عکس از مقاله مورد بحث

آزمایشات با قطرات آب، به گفته دانشمندان، تنها مورد علاقه دانشگاهی نیست. از آنجایی که تثبیت شکل قطره به دلیل برهمکنش پیچیده چرخش و امواج سطحی آن روی آن رخ داده است، نتایج تجربی را می توان در توصیف پدیده های فیزیکی مشابه - هر دو در ابعاد بسیار بزرگتر (نجومی) و کوچکتر (هسته ای) استفاده کرد. ) مقیاس. به عنوان مثال، هنگام مطالعه شکل اجرام کمربند کویپر، افق رویداد سیاهچاله ها، یا هنگام مطالعه شکل هسته های اتمی که به سرعت در حال چرخش هستند. (به هر حال، ما متذکر می شویم که ایده استفاده از رویکرد "قطره" در توصیف ویژگی های هسته های اتمی در حال حاضر کاملا قدیمی است - فقط فرمول نیمه تجربی Weizsäcker را به خاطر بسپارید که انرژی اتصال هسته های اتمی را توصیف می کند. خود این عبارت دیگر در مرحله کنونی توسعه علم استفاده نمی شود.)

منبع R. J. A. Hill، L. Eaves. اشکال غیرمتقارن یک قطره آب به صورت مغناطیسی معلق و در حال چرخش (متن کامل - PDF، 3.45 مگابایت، مطالب اضافی برای مقاله - PDF، 287 KB) // Physical Review Letters، 101، 234501 (2008).

به نظر می رسد که چه چیزی می تواند ساده تر از یک قطره باشد؟ اما معلوم می شود که این جسم فیزیکی رازهای زیادی دارد.

شکل قطره چیست؟

اغلب قطرات در حال سقوط به شرح زیر نشان داده می شوند:

این تصویر صحیح نیست. در واقع، در هنگام سقوط، قطره در حالت بی وزنی قرار دارد و نیروهای کشش سطحی به آن شکل کروی می دهند. فراموش نکنید که آب دارای ضریب کشش سطحی کافی است:

σ= 72.86·10 -3 نیوتن بر متر

این ایده که یک قطره دارای یک نوک دراز و نوک تیز است به این دلیل است که فرد فقط در طول فرآیند تشکیل آن قادر به تشخیص خطوط آن است. قطره به سرعت می افتد و فرد قادر به تعیین شکل آن نیست:

با این حال، علاوه بر نیروهای کشش سطحی، نیروهای دیگری نیز می توانند وارد عمل شوند که بر شکل قطره نیز تأثیر می گذارد. در اینجا ویکی پدیا در مورد آن می گوید:

شکل افت توسط عمل ترکیبی کشش سطحی و سایر نیروهای خارجی (عمدتاً گرانش و در سرعت های بالا - نیروهای آیرودینامیکی) تعیین می شود. قطره های میکروسکوپی که گرانش نقش تعیین کننده ای برای آنها ندارد، شکل یک توپ را دارند - جسمی با حداقل سطح برای حجم معین. قطرات بزرگ در شرایط زمینی فقط در صورتی شکل کروی دارند که چگالی مایع قطره و محیط اطراف آن برابر باشد.
ریزش قطرات باران، تحت تأثیر گرانش، فشار جریان هوای ورودی و کشش سطحی، شکل کشیده ای به خود می گیرد. در سطوحی که خیس نشده اند، قطرات شکل یک توپ مسطح به خود می گیرند.

فراموش نکنید که ارتعاشات می تواند در قطره رخ دهد، در نتیجه امواج در امتداد سطح آن منتشر می شوند. برای کسب اطلاعات بیشتر در این مورد و موارد دیگر، پیشنهاد می‌کنم ویدیویی را که در ایستگاه فضایی بین‌المللی فیلم‌برداری شده است، در شرایط بی‌وزنی کامل، فضانورد دان پتیت با قطره (حباب آب) به قطر 130 میلی‌متر آزمایش می‌کند!:

عکس نوشته از اینجا بود - یک مقاله علمی بسیار جالب در مورد اینکه آب در گرانش صفر چه شکلی می گیرد...

تاپ نوعی آب است...

فضانوردی که در یک ایستگاه فضایی مداری در حال پرواز به دور زمین بود، قطره‌ای مایع را از یک لوله تغذیه فضایی فشار داد که شروع به پرواز در اطراف کابین ایستگاه کرد. این قطره چه شکلی خواهد داشت؟

پاسخ خود را توضیح دهید.

کشش سطحی مایعات

اگر یک لوله شیشه ای نازک و تمیز (به نام مویرگ) بردارید، آن را به صورت عمودی قرار دهید و انتهای پایینی آن را در یک لیوان آب غوطه ور کنید، آب داخل لوله تا ارتفاع معینی از سطح آب در لیوان بالا می رود. با تکرار این آزمایش با لوله هایی با قطرهای مختلف و با مایعات مختلف می توان دریافت که ارتفاع مایع در مویرگ متفاوت است. در لوله های باریک، همان مایع بالاتر از لوله های پهن بالا می رود. در این حالت، در یک لوله، مایعات مختلف به ارتفاعات مختلف بالا می روند. نتایج این آزمایش ها و همچنین تعدادی از اثرات و پدیده های دیگر با وجود کشش سطحی مایعات توضیح داده می شود.

وقوع کشش سطحی به این دلیل است که مولکول های مایع می توانند هم با یکدیگر و هم با مولکول های اجسام دیگر - جامد، مایع و گاز - که با آنها در تماس هستند تعامل داشته باشند. مولکول های یک مایع که روی سطح آن قرار دارند، تحت شرایط خاص "وجود" دارند - آنها با مولکول های دیگر مایع و با مولکول های اجسام دیگر در تماس هستند. بنابراین تعادل سطح یک مایع زمانی حاصل می شود که مجموع تمام نیروهای برهمکنش بین مولکول های واقع در سطح مایع و سایر مولکول ها صفر شود. اگر مولکول‌های روی سطح مایع عمدتاً با مولکول‌های خود مایع تعامل داشته باشند، آنگاه مایع شکلی به خود می‌گیرد که دارای حداقل سطح آزاد است. این به این دلیل است که برای افزایش سطح آزاد یک مایع، لازم است مولکول های مایع را از عمق آن به سطح حرکت دهیم، که برای این کار لازم است مولکول های واقع در مایع "جدا" شوند. سطح، یعنی انجام کار در برابر نیروهای جذب متقابل آنها. بنابراین، وضعیت مایع با حداقل سطح آزاد از نقطه نظر انرژی مطلوب ترین است. سطح مایع مانند یک فیلم الاستیک کشیده رفتار می کند - تا حد امکان منقبض می شود. دقیقاً به همین دلیل است که اصطلاح "تنش سطحی" به وجود آمد.

شرح فوق را می توان با استفاده از تجربه Plateau نشان داد. اگر یک قطره آنیلین را در محلول نمک خوراکی قرار دهید و غلظت محلول را طوری انتخاب کنید که قطره در حالت تعادل بی تفاوت در داخل محلول شناور شود، قطره تحت تأثیر کشش سطحی به شکل کروی در می آید. شکل، از میان

از بین تمام اجسام، این توپ است که حداقل سطح را برای حجم معین دارد.

اگر مولکول‌های روی سطح مایع با مولکول‌های یک جامد در تماس باشند، رفتار مایع بستگی به این دارد که مولکول‌های مایع و جامد چقدر با یکدیگر تعامل دارند. اگر نیروهای جاذبه بین مولکول های یک مایع و یک جامد قوی باشد، آنگاه مایع تمایل دارد تا روی سطح جامد پخش شود. در این حالت می گویند مایع جامد را خوب خیس می کند (یا کاملاً خیس می کند). نمونه ای از مرطوب شدن خوب، تماس آب با شیشه تمیز است. یک قطره آب که روی یک بشقاب شیشه ای قرار می گیرد بلافاصله در یک لایه نازک روی آن پخش می شود. دقیقاً به دلیل خیس شدن خوب شیشه با آب است که افزایش سطح آب در لوله های شیشه ای نازک مشاهده می شود. اگر نیروهای جاذبه مولکول های مایع به یکدیگر به طور قابل توجهی از نیروهای جاذبه آنها به مولکول های یک جسم جامد بیشتر شود، مایع به شکلی تمایل پیدا می کند که سطح تماس آن با جسم جامد به اندازه کوچکی باشد. تا جایی که ممکن است. در این صورت می گویند مایع جامد را خوب خیس نمی کند (یا کاملا خیس نمی کند). نمونه ای از خیساندن ضعیف قطرات جیوه است که روی یک صفحه شیشه ای قرار می گیرد. آنها به شکل قطره های تقریبا کروی شکل هستند که به دلیل گرانش کمی تغییر شکل داده اند. اگر انتهای یک مویرگی شیشه ای را نه در آب، بلکه در ظرفی با جیوه پایین بیاورید، سطح آن از سطح جیوه در ظرف پایین تر خواهد بود.

راه حل.

1. قطره شکل یک توپ را به خود می گیرد.

2. تمام اجسام در ایستگاه مداری در حالت بی وزنی هستند، بنابراین شکل افت فقط با کشش سطحی مشخص خواهد شد. به دلیل آن، قطره سعی می کند شکلی به خود بگیرد که در آن سطح حداقل باشد، یعنی شکل یک توپ.