ACCIÓN CAPILAR Y CAPILARIDAD

La acción capilar es el resultado de la adhesión y la tensión superficial. La adhesión del agua a las paredes de un recipiente, originará una fuerza hacia arriba sobre los bordes del líquido y como resultado su ascenso sobre la pared. La tensión superficial, actúa para mantener intacta la superficie del líquido, de modo que en vez de solo moverse los bordes hacia arriba, toda la superficie entera del líquido es arrastrada hacia arriba.

La capilaridad es un proceso de los fluidos que depende de su tensión superficial la cual, a su vez, depende de la cohesión del líquido y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.

Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o cohesión intermolecular entre sus moléculas es menor que la adhesión del líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que moja. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua, y esta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para vencer la gravedad.

Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar, como el caso del mercurio, la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su superficie es convexa.

·         Fenómenos y física de la acción capilar

La acción capilar, capilaridad, movimiento capilar o de mecha se refiere a dos fenómenos:

Un aparato común utilizado para demostrar el primer fenómeno es el tubo capilar. Cuando el extremo inferior de un tubo vertical de vidrio se coloca en un líquido tal como agua, se forma un menisco cóncavo. Las fuerzas de adhesión entre el líquido y la pared interior sólido tira de la columna de líquido hasta que hay una masa suficiente de líquido para las fuerzas gravitacionales para superar estas fuerzas intermoleculares. La longitud de contacto entre la parte superior de la columna de líquido y el tubo es proporcional al diámetro del tubo, mientras que el peso de la columna de líquido es proporcional al cuadrado del diámetro del tubo, por lo que un tubo estrecho se dibuje una columna de líquido mayor que un tubo de ancho.

Ejemplos

La acción capilar es esencial para el drenaje de fluido lacrimal producido constantemente desde el ojo. Dos canalículos de pequeño diámetro están presentes en la esquina interna del párpado, también llamados los conductos lagrimales, sus aberturas se pueden ver a simple vista en los sacos lagrimales cuando se eversión de los párpados.

Capilaridad es la absorción de un líquido por un material en la forma de una mecha de la vela. Las toallas de papel absorben líquido a través de la acción capilar, permitiendo que un fluido a ser transferido de una superficie de la toalla. Los pequeños poros de un acto esponja como pequeños capilares, haciendo que se absorba una cantidad comparativamente grande de líquido. Algunas telas se dice que utilizar la acción capilar para "absorber" el sudor de la piel. Estos se conocen como efecto de mecha tejidos, después de las propiedades capilares de la vela y la lámpara de mechas a menudo.

La acción capilar se observa en la cromatografía de capa delgada, en el que un disolvente se mueve verticalmente hasta una placa a través de la acción capilar. En este caso, los poros son huecos entre partículas muy pequeñas.

Con algunos pares de materiales, tales como el mercurio y el vidrio, las fuerzas intermoleculares dentro del líquido exceden las que existen entre el sólido y el líquido, por lo que se forma un menisco convexo y obras de acción capilar a la inversa.

En hidrología, la acción capilar describe la atracción de las moléculas de agua a las partículas del suelo. La acción capilar es responsable del movimiento de las aguas subterráneas de las zonas húmedas de la tierra en las zonas secas. Las diferencias en la unidad de suelo potencial acción capilar en el suelo.

Altura de un menisco

La altura h de una columna de líquido está dada por:

Donde es la tensión superficial líquido-aire,? es el ángulo de contacto,? es la densidad del líquido, g es la fuerza del campo gravitacional local de, y r es el radio del tubo.

Para un tubo de vidrio lleno de agua en el aire en condiciones normales de laboratorio,? = 0,0728 N/ma 20 C,? = 0,? es de 1000 kg/m3, y g = 9,81 m/s2. Para estos valores, la altura de la columna de agua es

Así, para un tubo de vidrio de 4 m de diámetro en condiciones de laboratorio dados anteriormente, el agua se elevaría un imperceptible 0,007 mm. Sin embargo, para un tubo de diámetro 4 cm, el agua se elevaría 0,7 mm, y para un tubo de diámetro de 0,4 mm, el agua se elevaría 70 mm.

·         Transporte de líquidos en un medio poroso

Cuando un medio poroso seco, tal como un ladrillo o una mecha, se pone en contacto con un líquido, que comenzará a absorber el líquido a una velocidad que disminuye con el tiempo. Para una barra de material con área de sección transversal A que se humedece en un extremo, el acumulado volumen V de líquido absorbido después de un tiempo t es donde S es la capacidad de absorción del medio, con unas dimensiones m/s1/2 o mm/min1/2. La cantidad se llama la ingesta de líquido acumulado, con la dimensión de la longitud. La longitud humedecida de la barra, que es la distancia entre el extremo mojado de la barra y el llamado frente húmedo, depende de la fracción f del volumen ocupado por el líquido. Este número f es la porosidad del medio, la longitud humedecida es a continuación.

Algunos autores utilizan la cantidad de S/f como la capacidad de absorción. La descripción anterior es para el caso donde la gravedad y la evaporación no juegan un papel.

Capacidad de absorción es una propiedad importante de materiales de construcción, ya que afecta a la cantidad de humedad ascendente. Algunos valores para la capacidad de absorción de los materiales de construcción están en la tabla de abajo.