Perché il rubinetto non chiuso a fondo gocciola in modo discontinuo?

Questo articolo spiega il principio per cui l'acqua che gocciola da un rubinetto non chiuso correttamente non lo fa in modo continuo: la tensione superficiale del liquido sostiene l'acqua che fuoriesce dal rubinetto, e questa cade solo quando si accumula fino a un punto in cui la tensione superficiale non può più sostenerla, dando origine a gocciolate discontinue. L'articolo sottolinea inoltre che questo fenomeno si verifica solo in ambienti gravitazionali e cita esempi simili di accumulo e rilascio di acqua, come ad esempio lo scarico dei serbatoi dei bagni pubblici.

Perché il rubinetto non chiuso a fondo gocciola in modo discontinuo?

Sarete sicuramente già incappati in questo fenomeno: a volte, quando il rubinetto non è chiuso bene, l'acqua cade a gocce anziché scorrere ininterrottamente. Perché succede questo? In realtà, i molecole dello strato superficiale del liquido sono distribuite in modo più disomogeneo rispetto a quelle interne, e la forza di attrazione tra di esse è predominante, mantenendo la superficie del liquido sempre tesa, come se fosse avvolta da una pellicola elastica. Questa forza di attrazione viene chiamata "tensione superficiale". Quando l'acqua fuoriesce lentamente da un rubinetto non chiuso bene, la tensione superficiale mantiene la superficie dell'acqua tesa, creando una "tasca" che la trattiene e non la fa cadere. Solo quando l'acqua fuoriuscita si accumula troppo e la tensione superficiale non riesce più a sostenerla, questa cade dal rubinetto. L'acqua fuoriuscita dal rubinetto si raccoglie nuovamente, formando nuove gocce. È evidente che questo processo di gocciolamento discontinuo si compone di due fasi: l'accumulo lento e la caduta rapida. È proprio grazie alla tensione superficiale che l'acqua che fuorisce non scorre ininterrottamente in linea retta.

Fenomeni simili di accumulo e rilascio dell'acqua non sono rari nella vita quotidiana e in natura. Ad esempio, in alcuni bagni pubblici, quando il serbatoio si riempie, la valvola si apre automaticamente per far fuoriuscire l'acqua. L'accumulo e il rilascio dell'acqua sono quasi identici al processo di gocciolamento del rubinetto, ma su scala diversa.

Tuttavia, questo fenomeno si verifica solo sulla Terra, cioè in presenza di gravità. Nello spazio, privo di gravità, come quando gli astronauti cinesi usano i sacchetti d'acqua sulla stazione spaziale "Tiangong 1", la tensione superficiale fa sì che l'acqua estratta si accumuli in gocce o addirittura in palline.