प्रश्न:
पाण्याचा किंवा इतर कोणत्याही द्रवाचा थेंब गोलाकार का असतो?
उत्तर:
कोणत्याही द्रवाचा थेंब गोलाकार असण्यामागे द्रवाचा एक विशिष्ट गुणधर्म आहे. तो गुणधर्म म्हणजे पृष्ठीय ताण (सर्फेस टेन्शन) हा गुणधर्म समजण्यासाठी ससंगीय व असंगीय बल समजून घेतले पाहिजे. कोणत्याही सजातीय (एकाच प्रकारच्या) अणूंमध्ये एक आकर्षण बल असते ज्याला ससंगीय (कोहेसिव्ह) बल असे म्हणतात. तसेच विजातीय (दोन भिन्न प्रकारच्या) अणूंमध्ये जे आकर्षण बल असते त्याला असंगीय (अढेसिव्ह) बल म्हणतात. असे असल्यामुळे द्रवाचा पृष्ठीय भाग एखाद्या ताणून धरलेल्या पडद्याप्रमाणे असतो. जर द्रवाच्या अणूंमध्ये ससंगीय बल जास्त असले तर त्याचा पृष्ठीय ताण अधिक असतो. उदा. पारा. जर ससंगीय बल कमी असेल तर पृष्ठीय ताण कमी असतो. उदा. पाणी.
पाण्याचा पृष्ठभाग ताणलेला असल्यामुळेच डासांची अंडी त्यावर तरंगतात. मग डास निर्मूलनासाठी सोप्पा उपाय सुचतो. जर पाण्याचा पृष्ठीय ताण कमी केला तर ही अंडी बुडतील. पाण्यावर तेल ओतल्यास पृष्ठीय ताण कमी होऊन ही अंडी बुडतात. पृष्ठीय ताणामुळे द्रवाचा पृष्ठभाग आकुंचन पावण्याचा प्रयत्न करीत असतो व कमीत कमी पृष्ठभाग व्यापतो. पावसाचे थेंब जेव्हा खाली पडतात तेव्हा ते असा आकार घेण्याचा प्रयत्न करतात, जो ठरावीक घनफळासाठी किमान पृष्ठफळ व्यापेल. असा आकार म्हणजे गोलाकार. फक्त पाणीच नव्हे तर कोणत्याही द्रवाचे निरीक्षण केल्यास लक्षात येते की, थेंब हे कायम गोलाकार असतात. पारादेखील द्रवरूप असल्याने त्याचे लहान थेंब गोलाकार असतात. पण एखाद्या पृष्ठभागावर जर पाऱ्याचा मोठा थेंब असेल तर पारा अतिशय जड असल्याने (पाण्यापेक्षा पाऱ्याची घनता १३.६ पट आहे) तो थेंब गुरुत्वाकर्षणामुळे सपाट झालेला दिसतो.
– सुधा मोघे सोमणी मराठी विज्ञान परिषद, अंबरनाथ विभाग
उत्तर:
कोणत्याही द्रवाचा थेंब गोलाकार असण्यामागे द्रवाचा एक विशिष्ट गुणधर्म आहे. तो गुणधर्म म्हणजे पृष्ठीय ताण (सर्फेस टेन्शन) हा गुणधर्म समजण्यासाठी ससंगीय व असंगीय बल समजून घेतले पाहिजे. कोणत्याही सजातीय (एकाच प्रकारच्या) अणूंमध्ये एक आकर्षण बल असते ज्याला ससंगीय (कोहेसिव्ह) बल असे म्हणतात. तसेच विजातीय (दोन भिन्न प्रकारच्या) अणूंमध्ये जे आकर्षण बल असते त्याला असंगीय (अढेसिव्ह) बल म्हणतात. असे असल्यामुळे द्रवाचा पृष्ठीय भाग एखाद्या ताणून धरलेल्या पडद्याप्रमाणे असतो. जर द्रवाच्या अणूंमध्ये ससंगीय बल जास्त असले तर त्याचा पृष्ठीय ताण अधिक असतो. उदा. पारा. जर ससंगीय बल कमी असेल तर पृष्ठीय ताण कमी असतो. उदा. पाणी.
पाण्याचा पृष्ठभाग ताणलेला असल्यामुळेच डासांची अंडी त्यावर तरंगतात. मग डास निर्मूलनासाठी सोप्पा उपाय सुचतो. जर पाण्याचा पृष्ठीय ताण कमी केला तर ही अंडी बुडतील. पाण्यावर तेल ओतल्यास पृष्ठीय ताण कमी होऊन ही अंडी बुडतात. पृष्ठीय ताणामुळे द्रवाचा पृष्ठभाग आकुंचन पावण्याचा प्रयत्न करीत असतो व कमीत कमी पृष्ठभाग व्यापतो. पावसाचे थेंब जेव्हा खाली पडतात तेव्हा ते असा आकार घेण्याचा प्रयत्न करतात, जो ठरावीक घनफळासाठी किमान पृष्ठफळ व्यापेल. असा आकार म्हणजे गोलाकार. फक्त पाणीच नव्हे तर कोणत्याही द्रवाचे निरीक्षण केल्यास लक्षात येते की, थेंब हे कायम गोलाकार असतात. पारादेखील द्रवरूप असल्याने त्याचे लहान थेंब गोलाकार असतात. पण एखाद्या पृष्ठभागावर जर पाऱ्याचा मोठा थेंब असेल तर पारा अतिशय जड असल्याने (पाण्यापेक्षा पाऱ्याची घनता १३.६ पट आहे) तो थेंब गुरुत्वाकर्षणामुळे सपाट झालेला दिसतो.
– सुधा मोघे सोमणी मराठी विज्ञान परिषद, अंबरनाथ विभाग
