Plavání je jedním z nejpříjemnějších a nejužitečnějších cvičení, které je k dispozici téměř každému. Po staletí lidé upřednostňovali vodu, protože si uvědomili, že poskytuje vynikající fyzickou a emocionální úlevu. Každý, kdo někdy plaval nebo jen plaval na vodní hladině, se však setkal se zajímavým fenoménem: na jeho těle jsou kapičky vody, které okamžitě netečou nebo se odpařují.
Hlavním důvodem, proč kapky vody zůstávají na těle po plavání, je povrchové napětí. Povrchy těla pokryté vodou mají zvláštní účinek, který se nazývá kohezie-je to schopnost molekul vody přitahovat se k sobě. Molekuly vody tvoří jakousi síť, díky které je povrch vody napjatý a má dostatečně vysokou přitažlivou sílu s molekulami umístěnými v zemské přitažlivosti.
Při interakci molekul vody s povrchem těla dochází ke snížení síly povrchového napětí vody – tato síla začíná přitahovat molekuly vody k tělu více, než se navzájem přitahují. V důsledku toho mohou kapičky vody dočasně zůstat na povrchu těla, místo aby odtékaly nebo se odpařovaly.
Fyzikální jev
Fyzikální jev, při kterém na těle zůstávají kapky vody po plavání, se nazývá povrchové napětí.
Povrchové napětí je silový jev, který se projevuje na hranici dvou fází, v tomto případě na hranici vody a vzduchu. Voda má povrchové napětí kvůli přítomnosti látek nazývaných povrchově aktivní látky.
Když je tělo ponořeno do vody, povrchově aktivní látky interagují s povrchem tohoto těla a vytvářejí molekulární přitažlivé síly. Díky těmto silám se kapičky vody mohou" přilepit " k tělu a okamžitě z něj nevytékat.
Díky silám povrchového napětí a molekulárním silám přitažlivosti tak kapky vody zůstávají po plavání na povrchu těla.
Stupeň ponechání kapek na těle závisí na různých faktorech:
- Stupně povrchového napětí vody;
- Povrch těla, na kterém jsou kapičky;
- Teplota vody a vzduchu;
- Vlhkost vzduchu atd.
Bylo zjištěno, že povrchové napětí vody je silnější na hydrofilních površích (jako je sklo nebo kámen), takže kapičky na nich zůstávají déle než na hydrofobních površích (jako je vodoodpudivá tkáň).
Fyzický jev ponechání kapek vody na těle po plavání je tedy způsoben přítomností povrchového napětí vody a přitažlivých sil mezi molekulami vody a povrchem těla.
Důvod zadržování vody
Molekuly vody jsou náchylné k jiným molekulám vody, protože tvoří vodíkové vazby. Tyto vodíkové vazby drží molekuly vody blízko sebe a vytvářejí povrchové napětí.
Když plavete, voda interaguje s vaší pokožkou a povrchové napětí brání tomu, aby se s vámi okamžitě spojilo jako trvalá vrstva. Kapky vody tak zůstávají na vašem těle.
Zadržování kapek na vašem těle může být také posíleno strukturou vaší pokožky. Mikroreliéf kůže může například vytvářet nerovnosti, které zadržují vodu a zabraňují jejímu vypouštění.
- Kromě toho mohou být na povrchu pokožky mastná tajemství, která mohou pomoci zadržovat kapky vody.
- Kapičky vody lze také umístit do malých prohlubní nebo klků na povrchu kůže, díky čemuž jsou odolnější proti sklouznutí.
Příčina zadržování vody na vašem těle po plavání je tedy způsobena povrchovým napětím a strukturou vaší pokožky.
Role povrchového napětí
Voda, na rozdíl od mnoha jiných kapalin, má vysoký koeficient povrchového napětí. To znamená, že molekuly vody jsou k sobě silně přitahovány a snaží se obsadit co nejmenší plochu na povrchu. Když tedy člověk plave nebo vystupuje z vody, kapky na jeho těle zůstávají díky silným vazbám mezi molekulami vody.
Pokud by voda měla nízké povrchové napětí, kapky na těle by rychle praskly a nemohly by na ní zůstat. Díky vysokému povrchovému napětí si však kapky zachovávají svůj tvar a pomalu odtékají z povrchu těla. To vše vysvětluje, proč vidíme zbytky vody na kůži po plavání nebo ponoření do vody.
Vliv teploty
Když je teplota vzduchu vyšší než tělesná teplota, kapičky vody se rychle odpařují a nezanechávají na pokožce žádné stopy. Pokud se však teplota vzduchu blíží tělesné teplotě nebo nižší, kapky vody mohou zůstat na kůži kvůli nižší rychlosti odpařování. To vysvětluje, proč po plavání ve studené vodě zůstávají kapky vody na těle déle než po plavání v teplé vodě.
Kapilární efekt
Když se po plavání vynoříme z vody, na povrchu našeho těla zůstávají malé kapičky vody. To je způsobeno kapilárností.
Kůže se skládá z mnoha malých pórů, které se nazývají kapilární kanály. Když vystoupíme z vody, tyto kanály zůstávají částečně naplněny vodou. Kapilární síly-síly, které působí uvnitř těchto kanálů, se aktivují, aby zadržely kapalinu uvnitř sebe.
Když vycházíme z vody, kapkovité formy vody, které se tvoří na naší kůži, zůstávají díky kapilárnosti. Voda na povrchu pokožky působí na kapiláry a vytváří síly, které drží kapky.
Kapilární efekt tedy vysvětluje, proč na těle zůstávají kapky vody po plavání. Kapilární síly v kůži zadržují vodu na povrchu a vytvářejí efekt malých kapek.
Vlastnosti povrchu těla
Povrch lidského těla má řadu vlastností, které mohou vysvětlit, proč po plavání na něm zůstávají kapky vody.
- Struktura kůže. Lidská kůže se skládá z několika vrstev. Horní vrstva kůže, nazývaná povrchová rohová vrstva, je nepropustná pro vodu. Skládá se z odumřelých buněk, které vytvářejí bariéru pro vlhkost.
- Mikroreliéf kůže. Na povrchu kůže jsou mikroskopické výběžky a prohlubně, které vytvářejí složitý povrch. Díky tomu je méně hladká a podporuje zadržování kapek vody na povrchu.
- Hydrofobní nátěry. Některé oblasti pokožky obsahují speciální látky, jako jsou oleje, tuky nebo lubrikanty, díky nimž je hydrofobní. To znamená, že nepropouštějí vodu a podporují tvorbu kapek na povrchu.
- Elektrostatické jevy. Na povrchu kůže mohou být pozorovány nabité částice, které mohou přitahovat vodní molekuly a zadržovat je na povrchu těla.
- Tepelné záření. Lidské tělo vyzařuje teplo, které může mít vliv na stav vody na jeho povrchu. Teplejší tělo může přispět k rychlému odpařování vody, zatímco chladnější tělo může zadržovat vlhkost na povrchu.
Tyto faktory společně ovlivňují zadržování kapek vody na povrchu lidského těla po plavání, což vytváří příležitost k jejich odpařování nebo stékání gravitací.
Vliv vlhkosti vzduchu
Při plavání se voda na povrchu těla odpařuje a přeměňuje se na vodní páry. Pokud je vlhkost vzduchu vysoká, vodní páry se nemohou rychle odpařit a zůstanou na povrchu pokožky jako kapičky vody.
Vlhkost vzduchu navíc ovlivňuje i rychlost odpařování vody. Čím vyšší je vlhkost, tím pomaleji se voda odpařuje, protože vzduch již obsahuje mnoho vodních par a je nasycen vodou.
Pokud je vzduch suchý, může rychle odpařovat vodu z povrchu pokožky a kapky vody nezůstanou na těle dlouho. V podmínkách vysoké vlhkosti vzduchu však mohou kapičky vody zůstat na těle déle.
Vlhkost vzduchu tedy hraje důležitou roli při zadržování vody na povrchu těla po plavání.