¿qué es la acción capilar y cómo se ve afectada por la gravedad? Ariel & Michal

La acción capilar (o capilaridad) describe la capacidad de un líquido para fluir contra la gravedad en un espacio estrecho como un tubo delgado.

este levantamiento espontáneo de un líquido es el resultado de dos fuerzas opuestas:

cohesión – las fuerzas de atracción entre moléculas o átomos similares, en nuestro caso las moléculas o átomos del líquido., El agua, por ejemplo, se caracteriza por una alta cohesión ya que cada molécula de agua puede formar cuatro enlaces de hidrógeno con moléculas vecinas.

adhesión – las fuerzas de atracción entre moléculas o átomos diferentes, en nuestro caso el área de contacto entre las partículas del líquido y las partículas que forman el tubo.

se dice que la capilaridad del líquido es alta cuando la adhesión es mayor que la cohesión, y viceversa., Por lo tanto, el conocimiento del líquido no es suficiente para determinar cuándo ocurrirá la acción capilar, ya que también debemos conocer la composición química del tubo. Estos dos, junto con el área de contacto (el diámetro del tubo), comprenden las variables clave. Por ejemplo, el agua en un tubo de vidrio delgado tiene fuertes fuerzas adhesivas debido a los enlaces de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua y los átomos de oxígeno en la pared del tubo (vidrio = sílice = SiO2). En contraste, El Mercurio se caracteriza por una cohesión más fuerte, y por lo tanto su capilaridad es mucho menor.,

La altura (h) de un líquido dentro de un tubo que está dado por la fórmula

Entonces, ¿qué»s pasando aquí?

en caso de que las fuerzas de adhesión sean mayores que las de cohesión y gravedad (cuando existen), las moléculas del líquido se aferran a la pared del tubo. Observaremos que la superficie superior del líquido se vuelve cóncava (la altura del líquido en el área de contacto es mayor que su altura en el centro del tubo)., Las fuerzas cohesivas entre las moléculas del líquido están «intentando» reducir la tensión superficial (es decir, aplanar la superficie superior del líquido y así evitar el aumento de la superficie en el estado cóncavo). Al hacerlo, las moléculas siguen subiendo hasta que se alcanza un estado estacionario entre la cohesión y la adhesión (con o sin el componente de gravedad).

esto también explica por qué este fenómeno ocurre exclusivamente en tubos delgados (también en ausencia de gravedad)., En recipientes más anchos, solo una pequeña fracción del líquido entra en contacto con las paredes del recipiente, por lo que las fuerzas adhesivas son insignificantes y apenas hay levantamiento del líquido.

muchos fenómenos cotidianos son el resultado de la acción capilar, incluyendo:

y finalmente una interesante pieza de trivia:

¿sabías que el primer artículo científico de Albert Einstein trata sobre la acción capilar? Publicado en alemán en 1901, se tituló Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen («conclusiones extraídas de los fenómenos de la capilaridad»).,

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