What is capillary action and how is it affected by gravity? Ariel & Michal

acção capilar (ou capilaridade) descreve a capacidade de um líquido fluir contra a gravidade num espaço estreito como um tubo fino.esta ascensão espontânea de um líquido é o resultado de duas forças opostas: coesão – as forças atrativas entre moléculas ou átomos semelhantes, no nosso caso as moléculas ou átomos do líquido., A água, por exemplo, é caracterizada pela alta coesão, uma vez que cada molécula de água pode formar quatro ligações de hidrogênio com moléculas vizinhas.

Adesão – as forças atrativas entre diferentes moléculas ou átomos, em nosso caso, a área de contato entre as partículas do líquido e as partículas que formam o tubo.a capilaridade do líquido é elevada quando a adesão é maior que a coesão, e vice-versa., Portanto, o conhecimento do líquido não é suficiente para determinar quando ocorrerá a ação capilar, já que também devemos conhecer a composição química do tubo. Estes dois, juntamente com a área de contato (diâmetro do tubo), compreendem as variáveis-chave. Por exemplo, a água em um tubo de vidro fino tem fortes forças adesivas devido às ligações de hidrogênio que se formam entre as moléculas de água e os átomos de oxigênio na parede do tubo (vidro = sílica = SiO2). Em contrapartida, o mercúrio caracteriza-se por uma maior coesão, pelo que a sua capilaridade é muito inferior.,

A altura (h) de um líquido dentro de um tubo é dada pela fórmula

Então, o que”está acontecendo aqui?no caso de as forças de aderência serem maiores do que as de coesão e gravidade (quando existem), as moléculas do líquido colam-se à parede do tubo. Observaremos que a superfície superior do líquido se torna côncava (a altura do líquido na área de contato é maior do que a sua altura no centro do tubo)., As forças coesas entre as moléculas do líquido estão “tentando” reduzir a tensão superficial (isto é, para achatar a superfície superior do líquido e, assim, evitar o aumento da área superficial no estado côncavo). Ao fazê-lo, as moléculas continuam subindo até um estado estável entre coesão e adesão é alcançado (com ou sem o componente de gravidade).

isto também explica porque este fenómeno ocorre exclusivamente em tubos finos (também na ausência de gravidade)., Em vasos mais largos, apenas uma pequena fração do líquido entra em contato com as paredes do recipiente, e assim as forças adesivas são negligenciáveis e quase não há nenhum aumento do líquido.muitos fenômenos do dia-a-dia são resultado da ação capilar, incluindo: uma lâmpada de querosene ou uma vela “sugando” óleo ou cera líquida, respectivamente.(2) subindo pela água as fibras microscópicas das toalhas de papel.