Gotas de lluvia

 La condensación del vapor de agua en gotitas de nube se da sobre ciertas partículas de sustancias que tienen mucha afinidad con el vapor de agua. Estas partículas se llaman núcleos de condensación.

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Desde pequeños, nos han hablado del "ciclo del agua". Una parte importante de este ciclo es la lluvia.

Una gota es un volumen pequeño de algún líquido (agua, por ejemplo), delimitada casi completamente por superficies encadenadas entre sí. La manera más sencilla de formar una gota es permitir que el líquido fluya suavemente hacia el borde de un recipiente. Cuando la gota se exceda de un determinado tamaño, perderá su estabilidad y caerá. Las gotas de agua también se forman por condensación, al enfriar un vapor y por atomización.

Para que se formen las gotas de lluvia, previamente tiene que cambiar de estado el vapor de agua que hay en el aire, y para ello se requiere de la presencia de los llamados núcleos higroscópicos (partículas de polvo, sales marinas, pólenes…), en torno a los cuáles el vapor se condensa y forma una película de agua. Las microgotas resultantes crecen por diferentes mecanismos dando lugar a gotitas de nube y a gotas de lluvia (mucho mayores).

La condensación del vapor de agua en gotitas de nube se da sobre ciertas partículas de sustancias que tienen mucha afinidad con el vapor de agua. Estas partículas se llaman núcleos de condensación. Las moléculas de vapor de agua no son capaces de unirse en gotitas de agua por sí solas, necesitan de núcleos de condensación. (Por ejemplo: partículas de polvo, sal marina, productos de la combustión) Sin estos núcleos sería necesaria una humedad relativa del 300% para que el vapor de agua condensara en gotitas, cosa que nunca ocurre. La razón de ello es la necesidad del vapor de agua de vencer la tensión superficial de la gota que se opone a su aumento de superficie. 

 

Una vez que comienzan a formarse las gotitas de nube en torno al núcleo de condensación, el vapor de agua se condensa sobre el agua líquida que ya se ha formado. Decimos que hay saturación cuando el aire húmedo tiene una composición tal que está en equilibrio con una superficie libre plana de agua pura que tenga la misma temperatura que el aire. Que exista equilibrio significa que no hay transferencia neta de moléculas de vapor de agua a la superficie de agua, ni por el contrario, del agua hacia el vapor del aire. Este equilibrio se da con el 100 % de humedad relativa.

 

Una gota de agua de lluvia cae a través de una nube de pequeñas gotitas. A medida que cae, incrementa su masa al chocar inelásticamente con otras pequeñas gotitas. 

 Las gotas de lluvia en su caída, llegan alcanzar una velocidad límite que depende del tamaño de la gota. Así, una gota de una décima de milímetro de diámetro alcanza una velocidad límite de 14,4 km/h, mientras que si tiene 6 mm de diámetro cae a una velocidad límite de 38 km/h.

Siempre hemos creido que las gotas de lluvia tienen forma de lágrima... ¡pero no es cierto! La forma depende del tamaño y de la velocidad de descenso.

Tamaños de gotas de agua:

• A) En realidad, las gotas no tienen la forma 'cultural' de lágrima, como mucha gente cree.
• B) Las gotas muy pequeñas son casi esféricas.
• C) Las gotas más grandes se aplastan en la parte inferior por la resistencia del aire y tienen la apariencia de un pan de hamburguesa.
• D) Las gotas grandes tienen una gran cantidad de resistencia de aire, lo que hace que empiecen a ser inestables.
• E) Las gotas muy grandes se dividen por la resistencia del aire.

                   


        Imagen de wikipedia
  
Otras gotas tienen un origen más complejo. Comienzan como cristales de nieve o hielo en las gélidas regiones superiores de una nube; se van fundiendo al atravesar las capas de aire más cálido de la parte inferior y llegan a la tierra en forma de lluvia. Es probable que al menos la mitad de toda el agua de lluvia se origine de cristales de nieve.

Ismael.