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Dipol Wasser
Warum tropft
der Wasserhahn?
H O
δ +
A rbeitsaufträge:
H
δ +
δ –
1. Lies den Text aufmerksam.
Schlage unbekannte Wör-
ter im Wörterbuch nach.
2. Beantworte folgende
Fragen aus dem Textzusammenhang:
a) Warum haftet ein
Wassertropfen an der
Armatur?
b) Welche Art von Kraft
herrscht innerhalb des
Wassertropfens?
c) Warum können Insekten
auf der Was-
seroberfläche laufen,
ohne zu versinken?
d) Welche Kraft ist letztlich
dafür verantwortlich,
dass sich der Wassertropfen
von der Armatur
löst?
Kaum einen Gegenstand nutzen wir
im Haushalt so häufig wie den Wasser-
hahn. Der Wasserhahn ist eine faszi-
nierende Erfindung, die aus mehreren
Dutzend verschiedener Bauteile besteht.
Wir nutzen ihn täglich, ohne darüber
nachzudenken. Wir entnehmen kaltes
und warmes Wasser und setzen vo-
raus, dass er funktioniert. Bis er tropft.
Die Ursache ist eine defekte Dichtung.
Aber warum läuft aus einem undichten
Hahn nicht ein kleines Rinnsal, sondern
nur einzelne Tropfen?
Generell gilt: Ein Wassertropfen be-
steht aus unzähligen Wassermolekülen,
die aufgrund ihrer Ladungs-
verteilung zusammengehalten werden
(Dipol). Sie ordnen sich in einem ku-
gelförmigen Gebilde an. Die typische
Tropfenform entsteht lediglich durch
die Schwerkraft. Du kannst dies einfach
nachprüfen, indem du einen fallenden
Wassertropfen fotografierst. Im Moment
des Fallens ist die Schwerkraft aufgehoben,
der Tropfen ist nahezu rund.
Solange eine genügend große
Wassermenge aus dem Hahn fließt,
strömt das Wasser in einem geschlossenen
Strahl aus der Öffnung. Dreht
man den Hahn allmählich zu, so wird
erst der Strahl immer dünner, bis er
schließlich abreißt und in einzelne
Tropfen übergeht. Der Grund für die-
se Tropfenbildung des Wassers liegt
in den Kräften, die zum einen zwischen
Wasser und Wasserhahn, zum anderen
innerhalb des Wassertropfens
selbst herrschen. Zwischen dem
Wasser und dem Metall des Wasserhahns
wirken sogenannte Adhäsionskräfte,
die bewirken, dass das Wasser
vom Hahn angezogen wird. Dadurch
bleiben zum Beispiel kleine Wasserspritzer
am Wasserhahn haften. Hinzu
kommen die elektromagnetischen
Kräfte, die zwischen den Wassermolekülen
herrschen: Im Wassermolekül
sind die Ladungen nicht ganz gleichförmig
verteilt, sondern das Sauerstoffatom
ist leicht negativ, die
Wasserstoffatome leicht positiv
geladen. Dadurch entstehen leichte
Anziehungskräfte zwischen den
einzelnen Atomen. Eine Folge dieser
Kräfte ist auch die Oberflächenspannung
des Wassers: Während die
Moleküle mitten im Wassertropfen
gleichmäßig von allen Seiten mit
Nachbarn umgeben sind, wirkt auf
die Moleküle am Rand nur eine an-
ziehende Kraft in Richtung des Innern
des Wassertropfens. Folge dieser
Kraft ist eine Art „Haut“, die sich
über die Oberfläche des Tropfens
zieht. Diese Oberflächenspannung ist
nicht nur für die runde Form des
Tropfens verantwortlich, sondern
ermöglicht es zum Beispiel auch
Insekten, über eine Wasseroberfläche
zu laufen.
Erst wenn so viel Wasser an der
Hahnöffnung hängt, dass die
Gewichtskraft, die den Wassertropfen
nach unten zieht, größer ist als die
Kräfte, die das Wasser am Hahn
anhaften lassen, reißt der Tropfen ab.
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