A keni parë ndonjëherë një qiri? Shpresojmë ta përdorni. Një fenomen interesant që mund ta shohim kur një qiri po digjet. Pjesa e poshtme e një fitili qiriu që digjet zakonisht është gjithmonë e lagur me dyll të shkrirë (në fitil). Prania e dyllit të shkrirë në fitil do të thotë që qiriu mund të digjet për një kohë të gjatë. Çfarë e bën dyllin e shkrirë të lëvizë lart drejt fitilit që digjet? Mund ta vërejmë të njëjtin fenomen te pishtarët.
Shumë gjëra interesante në jetën tonë janë të ngjashme me fenomenet që ndodhin te qirinjtë dhe llambat me vaj. Është sikur lëngu të ketë këmbë, duke e lejuar atë të lëvizë lart. A mund ta shpjegoni këtë shkencërisht? Një koncept fizik që mund të shpjegojë fenomenet që ndodhin te qirinjtë, llambat me vaj dhe shumë fenomene të tjera të lidhura me to është kapilariteti.
Forcat e Kohezionit dhe Ngjitjes
Kohezioni është forca tërheqëse midis molekulave të së njëjtës substancë, ndërsa forca tërheqëse midis molekulave të substancave të ndryshme quhet ngjitje. Për shembull, nëse derdhim ujë në një gotë, kohezioni ndodh kur molekulat e ujit tërheqin njëra-tjetrën, ndërsa ngjitja ndodh kur molekulat e ujit dhe molekulat e qelqit tërheqin njëra-tjetrën.
Këndi i kontaktit
Para se të futemi thellë në konceptin e kapilaritetit, së pari duhet të kuptojmë se si forcat ngjitëse dhe kohezive ndikojnë në kapilaritet. Për shembull, merrni parasysh një lëng në një gotë. Kur forcat kohezive të molekulave të lëngut janë më të forta se forcat ngjitëse (forcat tërheqëse midis molekulave të lëngut dhe molekulave të qelqit), sipërfaqja e lëngut do të përkulet lart. Një shembull i kësaj është kur uji është në një gotë. Zakonisht thuhet se uji e lag sipërfaqen e qelqit. Anasjelltas, nëse forcat ngjitëse janë më të forta, sipërfaqja e lëngut do të përkulet poshtë. Për shembull, kur zhiva është në një gotë.
Këndi i formuar nga kurba quhet këndi i kontaktit. Kur forca kohezive e lëngut është më e madhe se forca ngjitëse, këndi i kontaktit i formuar është përgjithësisht më i vogël se 90°.o (imazhi a). Anasjelltas, nëse forca e ngjitjes është më e madhe se forca e kohezionit të lëngut, atëherë këndi i kontaktit i formuar është më i madh se 90°o (figura b). Forcat e ngjitjes dhe kohezionit janë teorikisht të vështira për t'u llogaritur, por këndi i kontaktit mund të matet. Cila është marrëdhënia me kapilaritetin?
Koncepti i Kapilaritetit
Nëse forca kohezive e një lëngu është më e madhe se forca ngjitëse, sipërfaqja e lëngut do të përkulet lart. Kur futim një tub ose tub të hollë (një tub me diametër më të vogël se ena), do të formohet një seksion më i lartë i lëngut. Me fjalë të tjera, lëngu në enë ngrihet përmes kolonës së tubit. Kjo ndodh sepse forca totale e tensionit sipërfaqësor përgjatë murit të tubit vepron lart. Lartësia maksimale që një lëng mund të arrijë është kur forca e tensionit sipërfaqësor është e barabartë ose e barabartë me peshën e lëngut në tub. Prandaj, lëngu mund të ngrihet vetëm në një lartësi ku forca e tensionit sipërfaqësor balancohet nga pesha e lëngut në tub.
Anasjelltas, nëse forca ngjitëse është më e madhe se forca kohezive e lëngut, sipërfaqja e lëngut do të përkulet poshtë. Kur futim një tub ose gyp të hollë (një tub me diametër më të vogël se ena), do të formohet një pjesë e poshtme e lëngut (shih imazhin më poshtë).
Ky efekt njihet si lëvizje kapilare, ose kapilaritet, dhe këto tuba të hollë quhen tuba kapilarë. Vlen të përmendet se enët tona më të vogla të gjakut mund të quhen gjithashtu tuba kapilarë, pasi qarkullimi i gjakut në këto enë të vogla është gjithashtu për shkak të efektit kapilar. Në mënyrë të ngjashme, fenomeni i shkrirjes së dyllit ose vajgurit që ngrihet përmes një fitili është gjithashtu i dukshëm. Për më tepër, besohet se kapilariteti luan një rol jetësor në lëvizjen e ujit dhe lëndëve ushqyese nga rrënjët në gjethe përmes enëve të vogla të ksilemës. Pa kapilaritet, sipërfaqja e tokës do të thahej menjëherë pas shiut ose ujitjes. Një efekt tjetër i rëndësishëm i kapilaritetit është mbajtja e ujit në boshllëqet midis grimcave të tokës.
Ekuacioni i Kapilaritetit
Si mund ta përcaktojmë lartësinë e ujit që ngrihet përmes një kolone me tub kapilar? Lëngu duket sikur ngrihet në kolonë. 
tub kapilar që ka një rreze r deri në një lartësi h. Forca që luan një rol në mbajtjen e lëngut në një lartësi h është përbërësi i forcës së tensionit sipërfaqësor në drejtimin vertikal: F cos theta.
Pjesa e sipërme e tubit kapilar është e hapur, kështu që presioni atmosferik ushtrohet në sipërfaqen e lëngut. Gjatësia e sipërfaqes së kontaktit midis lëngut dhe tubit është 2 φ r (perimetri i rrethit). Prandaj, madhësia e komponentit vertikal të forcës së tensionit sipërfaqësor që vepron përgjatë sipërfaqes së kontaktit është:
Nëse kurba lart e sipërfaqes së lëngut injorohet, atëherë vëllimi i lëngut në tub është:
Vëllimi i lëngut = Sipërfaqja e tubit x Lartësia e lëngut
V = A h
V = (π r2 ) h
Nëse komponenti vertikal i Forcës së Tensionit Sipërfaqësor është i balancuar me peshën e kolonës së lëngut në tubin kapilar, atëherë lëngu nuk mund të ngrihet më tej. Me fjalë të tjera, lëngu do të arrijë lartësinë e tij maksimale, kur komponenti vertikal i forcës së tensionit sipërfaqësor është i balancuar me peshën e lëngut në lartësinë h. Komponenti vertikal i forcës së tensionit sipërfaqësor është:
F = γ 2π r cos θ
Ndërkohë, pesha e lëngut në tubin kapilar është:
w = mg
w = ρ V g
w = ρ (π r 2 h ) g
Kur lëngu arrin lartësinë e tij maksimale (h), përbërësi vertikal i forcës së tensionit sipërfaqësor duhet të jetë i barabartë me peshën e lëngut në tubin kapilar. Matematikisht, është shkruar:
Ky është ekuacioni që po kërkojmë. Nëse doni të përcaktoni lartësinë e një kolone lëngu, ju lutemi përdorni këtë ekuacion.
