kapillärsökning

Kapillärsökning är ett fysikaliskt fenomen där vätska stiger uppåt i smala rör eller genom porösa material. Det uppstår när vätskans adhesion till väggen är starkare än vätskans kohesion, vilket skapar en böjd vätske–luftgräns och en tryckskillnad som drar vätskan uppåt.

Den uppkomna tryckskillnaden över den böjda gränsen kallas Laplaces tryck. I en enkel kapillär kan höjden h av vätskan uppnås när jämvikt uppnås beskrivas av Jurins lag: h = 2 γ cos θ / (ρ g r). Här är γ ytspänningen, θ kontaktvinkeln mellan vätska och vägg, ρ densitet, g gravitationsaccelerationen och r kapillärens radie. När θ är mindre än 90 grader (vätskan vätar väggen) är cos θ positiv och vätskan stiger; vid θ större än 90 grader hämmas eller sjunker uppstigningen.

Faktorer som styr kapillärsökningen inkluderar radien: mindre r ger större höjd eftersom h ≈ 1/r. I porösa medier påverkas uppstigningen av porernas storleksfördelning och nätverkets struktur. Den dynamiska uppströmningen är snabb i början och avtar när höjden närmar sig jämvikt, när kapillärkrafterna balanseras av gravitation.

Användningar och förekomster: kapillärsökning är viktig i växters vattenförsörjning, jordens fukttransport, papper och textilier samt i mikrofluidik, bläckstråleprinters och olika filtermaterial där vätska behöver flyta genom små kanaler och porer. Temperaturen påverkar ytspänning och därmed höjden som uppnås.