L'ASCENSIONE CAPILLARE

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Quando un liquido bagna la superficie di un'altra sostanza le forze di adesione tra le molecole che lo costituiscono sono grandi rispetto a quelle di coesione: la superficie di una colonna di liquido in un tubo è concava verso l'alto. Vediamo di spiegare meglio il fenomeno.

capillarita`

Se la superficie del liquido è concava verso l'alto la tensione superficiale in corrispondenza delle pareti del tubo sarà diretta verso l'alto (la forza F della figura):la componente verticale di questa forza è quella che sorregge il liquido ed ha modulo F*cos(teta), dove l'angolo è quello indicato in figura ed è detto angolo di contatto. Visto che la linea di contatto è lunga 2* pi* r la forza verticale è gamma*2*pi*r*cos(teta).
Trascurando la lieve curvatura sulla superficie, il volume del liquido nel capillare è pi*r*r*h e uguagliando la forza diretta verso l'alto al peso del fluido si ha :

gamma*2*pi*r*cos(teta)=ro*(pi*r*r*h)*g

che ci permette di trovare l'altezza h raggiunta dal liquido :

h=[2*gamma*cos(teta)]/[ro*r*g]

Se teta = 90°, allora h =  0 ed il fluido non si innalza né si abbassa. Se teta è maggiore di 90°, costeta è negativo e così anche h: questo significa che il liquido si abbassa. L'altezza h è proporzionale a gamma, per cui più grande è il valore del coefficiente di tensione superficiale, maggiore è l'effetto della capillarità e, al contrario, dipendendo dall'inverso del raggio, l'effetto si accentua quando r è piccolo.

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