Het jy al ooit 'n kers gesien? Hopelik sal jy dit gebruik. Een interessante verskynsel wat ons kan sien wanneer 'n kers brand. Die onderkant van 'n brandende kerspit is gewoonlik altyd nat met gesmelte was (op die pit). Die teenwoordigheid van gesmelte was op die pit beteken dat die kers vir 'n lang tyd kan brand. Wat veroorsaak dat gesmelte was opwaarts na die brandende kerspit beweeg? Ons kan dieselfde verskynsel in fakkels waarneem.
Baie interessante dinge in ons lewens is soortgelyk aan die verskynsels wat in kerse en olielampe voorkom. Dis asof die vloeistof bene het wat dit toelaat om opwaarts te beweeg. Kan jy dit wetenskaplik verduidelik? Een fisika-konsep wat die verskynsels wat in kerse, olielampe en baie ander verwante verskynsels voorkom, kan verklaar, is kapillariteit.
Kohesie- en Adhesiekragte
Kohesie is die aantrekkingskrag tussen molekules van dieselfde stof, terwyl die aantrekkingskrag tussen molekules van verskillende stowwe adhesie genoem word. Byvoorbeeld, as ons water in 'n glas gooi, vind kohesie plaas wanneer watermolekules mekaar aantrek, terwyl adhesie plaasvind wanneer watermolekules en glasmolekules mekaar aantrek.
Kontakhoek
Voordat ons die konsep van kapillariteit ondersoek, moet ons eers verstaan hoe kleef- en kohesiewe kragte kapillariteit beïnvloed. Beskou byvoorbeeld 'n vloeistof in 'n glas. Wanneer die kohesiewe kragte van die vloeistofmolekules sterker is as die kleefkragte (die aantrekkingskragte tussen die vloeistofmolekules en die glasmolekules), sal die oppervlak van die vloeistof opwaarts buig. 'n Voorbeeld hiervan is wanneer water in 'n glas is. Daar word algemeen gesê dat water die oppervlak van die glas natmaak. Omgekeerd, as die kleefkragte sterker is, sal die oppervlak van die vloeistof afwaarts buig. Byvoorbeeld, wanneer kwik in 'n glas is.
Die hoek wat deur die kromme gevorm word, word die kontakhoek genoem. Wanneer die kohesiewe krag van die vloeistof groter is as die kleefkrag, is die gevormde kontakhoek gewoonlik minder as 90°.o (beeld a). Omgekeerd, as die adhesiekrag groter is as die vloeistofkohesiekrag, dan is die kontakhoek wat gevorm word groter as 90o (figuur b). Adhesie- en kohesiekragte is teoreties moeilik om te bereken, maar die kontakhoek kan gemeet word. Wat is die verband met kapillariteit?
Die konsep van kapillariteit
As die kohesiewe krag van 'n vloeistof groter is as die kleefkrag, sal die oppervlak van die vloeistof opwaarts buig. Wanneer ons 'n dun buis of pyp (’n pyp met ’n kleiner deursnee as die houer) insteek, sal ’n hoër gedeelte van die vloeistof vorm. Met ander woorde, die vloeistof in die houer styg deur die kolom van die pyp. Dit is omdat die totale oppervlakspanningskrag langs die buiswand opwaarts werk. Die maksimum hoogte wat ’n vloeistof kan bereik, is wanneer die oppervlakspanningskrag gelyk is aan of gelyk is aan die gewig van die vloeistof in die pyp. Daarom kan die vloeistof slegs styg tot ’n hoogte waar die oppervlakspanningskrag gebalanseer word deur die gewig van die vloeistof in die pyp.
Omgekeerd, as die kleefkrag groter is as die kohesiewe krag van die vloeistof, sal die oppervlak van die vloeistof afwaarts buig. Wanneer ons 'n dun buis of pyp (’n pyp met ’n kleiner deursnee as die houer) insteek, sal ’n onderste deel van die vloeistof vorm (sien die beeld hieronder).
Hierdie effek staan bekend as kapillêre beweging, of kapillariteit, en hierdie dun buisies word kapillêre buise genoem. Dit is die moeite werd om daarop te let dat ons kleinste bloedvate ook kapillêre buise genoem kan word, aangesien bloedsirkulasie in hierdie klein vate ook te wyte is aan die kapillêre effek. Net so is die verskynsel van smeltende was of paraffien wat deur 'n lont styg ook duidelik. Verder word geglo dat kapillariteit 'n belangrike rol speel in die beweging van water en voedingstowwe van die wortels na die blare deur die klein xileemvate. Sonder kapillariteit sou die grondoppervlak onmiddellik na reën of besproeiing uitdroog. Nog 'n belangrike effek van kapillariteit is die behoud van water in die gapings tussen gronddeeltjies.
Kapillariteitsvergelyking
Hoe kan ons die hoogte van water bepaal wat deur 'n kapillêre buiskolom styg? Die vloeistof lyk asof dit in die kolom styg. 
kapillêre buis met 'n radius r tot 'n hoogte h. Die krag wat 'n rol speel om die vloeistof op 'n hoogte h te hou, is die komponent van die oppervlakspanningskrag in die vertikale rigting: F cos theta.
Die bokant van die kapillêre buis is oop, dus word atmosferiese druk op die oppervlak van die vloeistof uitgeoefen. Die lengte van die kontakoppervlak tussen die vloeistof en die buis is 2 phi r (die omtrek van die sirkel). Daarom is die grootte van die vertikale komponent van die oppervlakspanningskrag wat langs die kontakoppervlak inwerk:
As die opwaartse kurwe van die vloeistofoppervlak geïgnoreer word, dan is die volume vloeistof in die pyp:
Volume van vloeistof = Oppervlakte van pyp x Hoogte van vloeistof
V = Ah
V = (π r2)h
As die vertikale komponent van die oppervlakspanningskrag gebalanseer is met die gewig van die vloeistofkolom in die kapillêre buis, kan die vloeistof nie verder styg nie. Met ander woorde, die vloeistof sal sy maksimum hoogte bereik wanneer die vertikale komponent van die oppervlakspanningskrag gebalanseer is met die gewig van die vloeistof op hoogte h. Die vertikale komponent van die oppervlakspanningskrag is:
F = γ²πr cos θ
Intussen is die gewig van die vloeistof in die kapillêre buis:
w = mg
w = ρ V g
w = ρ (π r2 h ) g
Wanneer die vloeistof sy maksimum hoogte (h) bereik, moet die vertikale komponent van die oppervlakspanningskrag gelyk wees aan die gewig van die vloeistof in die kapillêre buis. Wiskundig word dit geskryf:
Dit is die vergelyking waarna ons soek. As jy die hoogte van 'n vloeistofkolom wil bepaal, gebruik asseblief hierdie vergelyking.
