Cos’è l’azione capillare e in che modo è influenzata dalla gravità? Ariel & Michal

L’azione capillare (o capillarità) descrive la capacità di un liquido di fluire contro la gravità in uno spazio ristretto come un tubo sottile.

Questo aumento spontaneo di un liquido è il risultato di due forze opposte:

Coesione – le forze attrattive tra molecole o atomi simili, nel nostro caso le molecole o gli atomi del liquido., L’acqua, ad esempio, è caratterizzata da un’elevata coesione poiché ogni molecola d’acqua può formare quattro legami idrogeno con molecole vicine.

Adesione-le forze attrattive tra molecole o atomi dissimili, nel nostro caso l’area di contatto tra le particelle del liquido e le particelle che formano il tubo.

Si dice che la capillarità del liquido sia elevata quando l’adesione è maggiore della coesione e viceversa., Quindi, la conoscenza del liquido non è sufficiente per determinare quando si verificherà l’azione capillare, poiché dobbiamo anche conoscere la composizione chimica del tubo. Questi due, insieme con l”area di contatto (diametro del tubo), comprendono le variabili chiave. Ad esempio, l’acqua in un tubo di vetro sottile ha forti forze adesive dovute ai legami idrogeno che si formano tra le molecole d’acqua e gli atomi di ossigeno nella parete del tubo (vetro = silice = SiO2). Al contrario, il mercurio è caratterizzato da una maggiore coesione, e quindi la sua capillarità è molto più bassa.,

L’altezza (h) di un liquido all’interno di un tubo è dato dalla formula

quello che sta succedendo qui?

Nel caso in cui le forze di adesione siano maggiori di quelle di coesione e gravità (quando esiste), le molecole del liquido si aggrappano alla parete del tubo. Osserveremo che la superficie superiore del liquido diventa concava (l’altezza del liquido nell’area di contatto è superiore alla sua altezza al centro del tubo)., Le forze coesive tra le molecole del liquido stanno “tentando” di ridurre la tensione superficiale (cioè di appiattire la superficie superiore del liquido e quindi impedire l’aumento della superficie nello stato concavo). In tal modo, le molecole continuano a salire fino a raggiungere uno stato stazionario tra coesione e adesione (con o senza la componente di gravità).

Questo spiega anche perché questo fenomeno si verifica esclusivamente in tubi sottili (anche in assenza di gravità)., Nei vasi più larghi, solo una piccola frazione del liquido entra in contatto con le pareti dei vasi, e quindi le forze adesive sono trascurabili e non c’è quasi nessun aumento del liquido.

Molti fenomeni quotidiani sono il risultato dell’azione capillare, tra cui:

E infine un interessante pezzo di curiosità:

Lo sapevate che il primo articolo scientifico mai pubblicato di Albert Einstein si occupa di azione capillare? Pubblicato in tedesco nel 1901, si intitolava Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen (“conclusioni tratte dai fenomeni di capillarità”).,

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