Kapillærhet

Kapillærhet er tendensen for at en væske stiger eller synker i smale rør eller porøse medier som følge av konkurrerende krefter mellom væskens kohesjon og adhesjon til vevets overflater, sammen med overflatespenning og gravitasjon. Når væsken møter en solid vegg, bestemmes grad av våtking av kontaktvinkelen. Kapillær sjongleres av vinden mellom interaksjonene væske-vegg og væske-væske, og kan føre til oppdrift eller depresjon i væsken i små høyder.

Den teoretiske basisen beskrives ofte med Young–Laplace-ligningen. For et kapillærrør med radius r er trykkforskjellen over grenseflaten ΔP = 2 γ cos θ / r, hvor γ er overflatespenningen til væsken og θ er kontaktvinkelen mellom væsken og røret. Ved balanse mellom dette trykket og væskens vekt får man høyden h av oppreist væske: h = 2 γ cos θ /(ρ g r), der ρ er væskens tetthet og g gravitasjonsakselerasjonen. Negative verdier av cos θ (θ > 90°) gir nedstigende, eller depresjon av væsken.

Faktorer som påvirker kapillærhet inkluderer væskeegenskaper (overflatespenning, tetthet), temperatur, materiale og toppens våtbarhet (kontaktvinkel), samt geometrien (radius) til kapillærstrukturen. Eksempler på fenomener og anvendelser omfatter plantenes vanntransport i xylem, kapillær bevegelighet i jord og porøse medier, blekk og blekkpatroner, papir og vasking av fuktighet, samt mikrosystemer og kapillær rør i vitenskapelige instrumenter. Kapillær effekt er dermed en nøkkelfaktor i naturen og teknologi som involverer væskeopptak i smale rom.