Curiosidade: Capilaridade

A água a esquerda tem afinidade pelo vidro,
e por isso sobe. Enquanto o Mercúrio não, e
por consequência a uma repulsa e ele
desce, e fica com a concavidade invertida. 

A capilaridade é a propriedade física, que os fluidos têm de subirem ou descerem em tubos extremamente finos. Essa ação vence até mesmo a gravidade. Se um tubo que está em contato com esse líquido for fino o suficiente, a combinação de tensão superficial, causada pela coesão entre as moléculas do líquido, com a adesão do líquido à superfície desse material, pode fazê-lo subir por ele. Esta capacidade de subir ou descer resulta da capacidade de o líquido "molhar" ou não a superfície do tubo.

"Capilaridade é a subida (ou descida) de um líquido através de um tubo fino, que recebe o nome de capilar. Esse fenômeno é resultado da ação da interação das moléculas da água com o vidro (considerando que o tubo é de vidro). Essa interação depende de alguns parâmetros como o diâmetro do tubo (quanto mais fino, maior a aderência), o tipo de líquido e sua viscosidade, que, por sua vez depende da temperatura (mais quente, menos viscoso)."

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O que faz com que ela - a água - suba é o seguinte: a molécula do tubo que está imediatamente acima da superfície do líquido atrai o líquido que começa a subir alinhando-se a essa molécula que o atraiu. Quando isso acontece, a molécula imediatamente acima começa a atrair o líquido e o ciclo se repete.

No caso da capilaridade, a tensão ocorre tanto pela interação entre as moléculas de água na superfície, como entre as moléculas de água e a parede interna do capilar. Ou seja, existe uma interação entre as moléculas do líquido com a parede interna do tubo. Desse modo, o líquido fica "grudado" na parede do tubo.

As moléculas de água sobem pelo tubo graças à adesão, que é a interação das moléculas do líquido com a parede do tubo – isso quer dizer que as moléculas de água estão bem aderidas à parede do tubo. Além disso, a interação das moléculas de água entre si que é responsável pela coesão, faz com que a coluna de água preencha todo o capilar. É como se uma água puxasse a outra para ficarem juntas. E essa coluna de água continuará subindo até que ocorra um equilíbrio de forças, promovido pela ação da gravidade na superfície.

Por que ocorre a concavidade?

A superfície de um líquido colocado em um recipiente tem certa curvatura nas 

proximidades das paredes, isto é, onde as forças de interação entre as moléculas do 

líquido e as do recipiente desempenham um importante papel. No restante do líquido, 

a superfície é plana por efeito da interação gravitacional. Contudo, a influência das 

paredes do recipiente se estende a toda a superfície livre do líquido quando ela não é 

grande como, por exemplo, quando o líquido está em um tubo estreito. 

Um tubo pode ser considerado estreito e pode ser chamado de tubo capilar 

quando seu raio interno é da mesma ordem que o raio de curvatura da superfície livre 

do líquido que contém. Os fenômenos em tais tubos são chamados fenômenos de 

capilaridade. Além disso, como os capilares são caracterizados pela curvatura da 

superfície do líquido no seu interior, a influência da pressão de Laplace é a maior 

possível. Um resultado direto dessa pressão é a ascensão do líquido no capilar. 

Consideremos um tubo capilar imerso em um amplo recipiente com um líquido 

que molha suas paredes. O líquido penetra no tubo, forma um menisco 

côncavo e fica sob o efeito da pressão de Laplace: 

P= 2Y/Ro

Nesta expressão, γ é o coeficiente de tensão superficial do líquido e ro é o raio 

de curvatura do menisco. 

Onde ocorre esse fenômeno?

O mesmo que ocorre com o guardanapo, acontece com tijolo e
materiais porosos. 

Você já vivenciou esse fenômeno de algum modo, mas talvez não se lembre ou não tenha percebido. Faça o seguinte: derrame um pouco de água sobre uma superfície lisa, peque um guardanapo de papel e segure-o de modo que apenas sua ponta mergulhe na poça. Observe como a água vai "subindo" para o guardanapo e a poça diminuindo. Veja que o fenômeno de capilaridade não está restrito aos tubos de vidro, acontece também com guardanapos.

Nas plantas, a capilaridade atua no deslocamento da seiva bruta, desde 

as raízes, onde ela é absorvida do solo,

 até o topo das árvores.

Nas árvores, é com a capilaridade que as plantas conseguem conduzir água e nutrientes desde sua raiz até as folhas. Nos dias quentes, as plantas perdem água pelos poros de suas folhas.

Para observar um pouco do mecanismo de capilaridade pode ser feita uma experiência com flores brancas e corantes alimentícios. Basta fazer uma mistura de água com bastante corante (de preferência nas cores azul ou vermelha) e mergulhar as hastes das flores brancas nessa solução (como num jarro de flores). Depois de alguns minutos, essas flores ganharão a cor do corante em que foram submersas. Isso ocorre devido ao fenômeno de capilaridade, que faz com que a água corada seja conduzida até as pétalas das flores, colorindo-as também.

Um ótimo vídeo explicando o fenômeno

Para dominar ainda mais o assunto acesse: Química

Fontes:

1.Uol educação, capilaridade. http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/capilaridade-a-passagem-natural-do-liquido-por-um-tubo-muito-fino.htm


2.Grupo de Ensino de Física da Universidade Federal de Santa Maria, Capilaridade. http://coral.ufsm.br/gef/Fluidos/fluidos25.pdf


3.Bioqmed, Capilaridade, experiências. http://www2.bioqmed.ufrj.br/ciencia/Cravo/cravo.htm


4.Wikipédia, a enciclopédia livre. Capilaridade. http://pt.wikipedia.org/wiki/Capilaridade


5.Infoescola, Capilaridade. http://www.infoescola.com/fisica/capilaridade/