kapillaaritoiminnasta

Kapillaaritoiminta on nesteen liike pienissä kapillaarisissa rakenteissa, kuten putkien sisällä tai huokoisissa aineissa. Se johtuu pintajännityksen sekä nesteen adheesion pintaan ja koheesion nesteen sisällä yhteisvaikutuksesta. Adheesio saa nesteen tarttumaan pintaan, kun taas koheesio vetää molekyylit toisiinsa. Näiden voimien ansiosta neste muodostaa meniskin ja voi nousta kapillaarin sisään vastoin gravitaatiota, erityisesti kun kosketuskulma on alle 90 astetta (hyvin wetsaava pinta).

Yksinkertainen arvio kapillaariselle nousulle kapillaarissa on h = 2 γ cos θ /(ρ g r), jossa γ on pintajännitys, θ kosketuskulma, ρ nesteen tiheys, g gravitaatio ja r kapillaarin säde. Jos cos θ on positiivinen, nousu tapahtuu; jos cos θ on negatiivinen, neste laskee.

Kapillaaritoimintaa esiintyy luonnossa ja tekniikassa lukuisin tavoin: kasvien vedensiirrossa, maaperän kapillaarisessa nousussa sekä laboratorio- ja teollisuusprosesseissa kuten paperin ja kuitujen kosteuden siirrossa sekä kromatografian kapillaaripohjaisissa välineissä. Ilmiö ei yksin riitä veden kohoamisen korkeuksiin, vaan suurissa kasveissa vaikuttavat lisäksi vedenpaine ja transpiraatio. Ymmärrys kapillaaritoiminnasta auttaa sekä luontaisten prosessien kuvauksessa että teknisten sovellusten suunnittelussa.

---