Termos

• capilaridade a um tubo estreito.
• coesãoVárias forças intermoleculares que mantêm sólidos e líquidos juntos.
• adesãoA capacidade de uma substância de aderir a uma substância diferente.
• meniscoO curvo superfície de líquidos em tubos, côncavos ou convexos, causados pela tensão superficial do líquido.

Coesão e adesão

As moléculas em qualquer amostra A experiência da matéria com forças intermoleculares, que são forças atrativas ou repulsivas entre átomos ou moléculas dentro da amostra. Essas forças são responsáveis por muitos comportamentos observáveis de substâncias, como a fase em que se encontram sob certas condições de temperatura e pressão. Quando forças de atração ocorrem entre moléculas semelhantes, elas são chamadas de forças coesivas, ou resultando em coesão, porque mantêm as moléculas da amostra próximas umas das outras. Essas forças coesivas são especialmente fortes na superfície de um líquido, resultando no fenômeno da tensão superficial. Por exemplo, as ligações de hidrogênio entre as moléculas de água são responsáveis pela coesão observada nas gotículas de água.

Por outro lado, quando as forças intermoleculares ocorrem entre diferentes tipos de moléculas (especialmente quando fazem parte de diferentes fases de matéria), são denominadas forças adesivas ou que resultam em adesão. As moléculas em uma amostra de água em contato com uma superfície de vidro experimentam forças atraentes em direção às moléculas de vidro. A água tende a aderir a tais superfícies por causa dessas interações.

Ação capilar

A ação capilar é a capacidade de um líquido fluir em espaços estreitos sem a ajuda de, e em oposição a forças externas, como a gravidade. Esse efeito pode ser visto na passagem de líquidos entre os fios de um pincel, em um tubo fino, em materiais porosos como o papel, em alguns materiais não porosos (como a fibra de carbono liquefeita) ou em uma célula. Ocorre quando as forças de atração intermoleculares entre o líquido e as superfícies sólidas circundantes (forças adesivas) são mais fortes do que as forças coesivas dentro do líquido. Se o diâmetro do tubo for suficientemente pequeno, então a combinação da tensão superficial (que é causada pela coesão dentro do líquido) e as forças adesivas entre o líquido e o recipiente atuam juntas para elevar o líquido. A altura (h) de uma coluna de líquido é dada por:

h = \ frac {2T} {\ rho rg}

onde T é a tensão superficial, \ rho é o densidade do líquido, g é a aceleração da gravidade er é o raio do tubo. Observe que a altura à qual o líquido é levantado é inversamente proporcional ao raio do tubo, o que explica porque o fenômeno é mais pronunciado para tubos menores.

Um aparelho comum usado para demonstrar a ação capilar é o capilar tubo. Quando a extremidade inferior de um tubo de vidro vertical é colocada em um líquido, um menisco côncavo se forma. As forças de adesão entre o fluido e a parede interna sólida puxam a coluna de líquido para cima até que haja uma massa de líquido suficiente para que as forças gravitacionais neutralizem essas forças.

O menisco é a curva causada pela tensão superficial na superfície superior de um líquido. Pode ser convexo ou côncavo. Um menisco convexo ocorre quando as moléculas têm uma atração mais forte umas pelas outras (coesão) do que pelo material do recipiente (adesão), fazendo com que a superfície do líquido desabe. Isso pode ser visto entre o mercúrio e o vidro em barômetros e termômetros. Por outro lado, um menisco côncavo ocorre quando as moléculas do líquido são atraídas para as do recipiente, fazendo com que a superfície do líquido desabe para cima. Isso pode ser visto em um copo d’água.

A ação capilar atua nos meniscos côncavos para puxar o líquido para cima, aumentando a área de contato favorável entre o líquido e o recipiente, e nos meniscos convexos para puxar o líquido para baixo , reduzindo a quantidade de área de contato.

Ao considerar como os líquidos se comportarão nas superfícies, se as moléculas de líquido forem fortemente atraídas pelas moléculas sólidas, a gota de líquido se espalhará completamente na superfície sólida. Este é frequentemente o caso da água em superfícies metálicas ou cerâmicas nuas.

O fenômeno da ação capilar é importante no transporte de água e nutrientes nas plantas através do processo de transpiração.