Kapilareco

Kapilareco de akvo kaj hidrargo

Angulo de kontacto

Kapilareco de la lutmetalo (hela griza, malsupre) difinas formon de la lutaĵoj

Kapilareco estas komuna nomo de fenomenoj, rilataj al la fortoj inter la likvaĵaj molekuloj, sur la surfaco de la likvaĵo. La alteco de la likvaĵa surfaco en kapilaroj aŭ poroj diferencas de alteco de la ĉirkaŭa libera akvosurfaco. Je la surfacaj molekuloj efikas fortoj (adhero al la tubo, kohero inter la unuopaj molekuloj, pezo de la molekuloj), kies sumo estas orta al la surfaco. Tiel estiĝas la menisko, kiun malgrandigas la surfaca tensio. El ĉi tiuj formiĝas la kapilara premo. En ekvilibro, la kapilara premo (la surfaca tensio, efikanta je la perimetro) egalas al pezo de la likvaĵa kolono. La humidigaj likvaĵoj (ekz. akvo) altiĝas, la malhumidigaj likvaĵoj (hidrargo) malaltiĝas je kapilareco.

Formulo

La altiĝo h (en metroj) de likvaĵa kolono estas kalkulebla jene:

$h={{2\sigma \cos {\theta }} \over {\rho gr}}$

Kie:

$\sigma$ = surfaca tensio (J/m² aŭ N/m)

θ = kontakta angulo

ρ = denseco de la likvaĵo (kg/m³)

g = gravita akcelo (m/s²)

r = radiuso de la tubeto (m)

Okaze de akvoplenigita vitrotubo, kiu staras en aero sur marnivela alto,

$\sigma$ = 0,0728 J/m² ĉe 20 °C

θ = 20° = 0,35

ρ = 1000 kg/m³

g = 9,8 m/s²

tiel la altiĝo:

$h\approx {\frac {1{,}4\cdot 10^{-5}\mathrm {m} ^{2}}{r}}$

Por la larĝa tubo kun r = 1 m, la altiĝo estas nerimarkebla 0,014 mm. Ĉe 1 cm, la akvo altiĝus 1,4 mm kaj ĉe kapilaro kun radiuso de 0,1 mm je 14 cm.