15 ESITELTY KAPILLAARISUUS ESIMERKKEJÄ - TIEDE - 2026

Kapillaarisuus, nesteille ominainen ominaisuus, on ilmiö, joka aiheuttaa kiinteän kappaleen kanssa kosketukseen joutuvan nesteen pinnan nousevan tai putoamisen. Lisäksi se voi kostuttaa kyseistä elementtiä tai ei sitä.

Tämä ominaisuus riippuu nesteen pintajännityksestä. Tämä jännitys antaa vastustusta uudelle esineelle, joka joutuu kosketuksiin nesteen kanssa. Pintajännitys liittyy havaittavan nesteen koheesioon.

Kapillaarisuusvaikutukset

Tuolloin esiintyvästä pintajännityksestä riippuen neste voi nousta tai pudota kapillaariputken läpi. Siksi sitä kutsutaan kapillaarisuudeksi.

Mitä vähemmän nestemäisiä molekyylejä on koheesiota, sitä neste tarttuu uuteen vartaloon, joka on sen kanssa kosketuksessa. Nesteen sanotaan sitten kostuttavan uuden rungon ja liikkuvan kanavaa kohti. Nousua jatketaan, kunnes pintajännitys tasapainottuu.

Esitetyt esimerkit kapillaarisuudesta

Hyönteisten pintajännitys

Jotkut hyönteiset voivat kävellä veden läpi, mikä johtuu siitä, että hyönteisten paino kompensoi veden vastus sen muodonmuutoksen yhteydessä.

Lasinen kapillaariputki

Jos laitamme lasiputken vesisäiliöön, vesitaso nousee putken läpi.

Jos otamme käyttöön suuremman halkaisijan putken, vesi pysyy alemmalla tasolla. Nesteen pintaan jää kovera muoto, jota kutsutaan meniskiksi.

Kapillaariputki elohopeaa

Jos lisäämme kapillaariputken elohopeaan, sen määrä nousee putken läpi, mutta pienemmällä nopeudella kuin vesi.

Lisäksi sen pinnalla on käänteisen meniskin kupera kaarevuus

Arkkien pintajännitys

Kuten hyönteiset, syntyvä pintajännitys saa lehdet tai jotkut kukat kellumaan vedessä uppoutumatta, vaikka niiden paino on suurempi kuin veden.

Kasvien ruokinta

Kapillaarisuusilmiön kautta kasvit purkavat vettä maaperästä ja kuljettavat sen lehtiinsä.

Ravinteet nousevat kasvien kapillaarien läpi, kunnes ne saavuttavat kaikki kasvin osat.

Sap nousu puissa

Mahla nousee puuta pitkin kapillaariprosessin ansiosta. Nousu johtuu siitä, että lehdissä on nesteen haihtumista, joka aiheuttaa negatiivisen paineen muodostumisen ksylemissä, aiheuttaen mehun nousun kapillaarisuuden vaikutuksesta. Se voi nousta 3 km korkeuteen.

Paperilautasella

Jos asetamme paperiliinan, joka koskettaa veden pintaa ja jättää astian, kapillaariprosessin kautta vesi voi liikkua lautasliinan läpi jättäen astian.

Veden siirto

Aivan kuten voimme saada nesteen tulemaan ulos astiasta, kuten edellisessä esimerkissä, jos yhdistämme kaksi säiliötä imukykyisen materiaalin, kuten paperisalin, läpi, vesi yhdestä astiasta kulkee toiseen.

Pesuaineet ja saippuat veden yli

Joissakin pesuaineissa ja saippuissa on kemiallisia yhdisteitä, jotka saavat ne laskeutumaan veteen, ja pintajännitys estää niitä uppoamasta.

Veden nousu maassa

Joidenkin maaperien kapillaarisuus saa veden nousemaan maan läpi vesitasoon nähden, huolimatta siitä, että se on painovoiman vastaista liikettä.

Kosteus seinillä

Joidenkin seinien kapillaarisuus saa vettä valumaan niihin ja taloihin.

Tämä aiheuttaa, että taloissa ilmassa on suurempi vesimolekyylipitoisuus, jota kutsutaan kosteudeksi.

Upotus evästeet

Kun kastamme evästeet maitoon aamiaisen aikana, kapillaarivaikutus aiheuttaa maidon pääsyn evästeeseen, mikä lisää sen nestekapasiteettia.

Kun maito nousee keksin läpi, se purkaa kiinteän aineen koheesiovoimat ja siksi keksit rikkoutuvat.

Voikynttilät

Jos otamme palan voita ja kiinnitämme siihen tahtonsa ja sytyitämme sillä tulitikun, se palaa.

Voi, joka on kosketuksissa ilman hapen kanssa, ei kuitenkaan pala. Tämä tapahtuu, koska kynttilän kapillaarisuus antaa sulatetun voin nousta tahton läpi ja toimia palamispolttoaineena.

Sokeripalat

Sokerikuutioiden kapillaarisuus tarkoittaa sitä, että jos laitamme ne kosketuksiin nesteen, kuten veden kanssa, kuutiot imevät sen tavalla, että ne pitävät nesteen sisällään.

Jos neste on korkeammassa konsentraatiossa kuin sokerikuutio, se voi aiheuttaa sokerikuution koheesiovoimien rikkoutumisen.

Kapillaarisuus kukilla

Tarkkailemaan kasveissa esiintyvää kapillaarisuuden ilmiötä voimme upottaa kukan varren väriaineella varustettuun astiaan.

Kukan kapillaarisuuden kautta vesi nousee terälehtiinsä ja muuttaa niiden väriä.

Maan kapillaarisuus

Jotta vesi nousee maan pintaan, maan on oltava huokoinen. Mitä huokoisempi maa on, sitä pienempi on veden tarttuvuusvoima, joten vesi vuotaa enemmän.

Esimerkiksi hiekalla ja soralla maalat, jotka ovat huokoisempia, tyhjentävät veden nopeasti, kun taas savimaat, vesi ei valu ja muodostaa lätäköitä, koska huokoset ovat paljon pienempiä

Viitteet

1. Peiris MGC, Tenmakone K.. Nesteen nousunopeus kapillaariputkessa. J. Phys. 48 (5), toukokuu 1980, s. 415
2. ROWLINSON, John Shipley; WIDOM, Benjamin. Kapillaarisuuden molekyyliteoria. Courier Corporation, 2013.
3. DE GENNES, Pierre-Gilles; BROCHARD-WYART, Françoise; MITÄ, David. Kapillaarisuus- ja kostumisilmiöt: tipat, kuplat, helmet, aallot. Springer Science & Business Media, 2013.
4. MULLINS, William W. Lähes tasaisen kiinteän pinnan litistyminen kapillaarisuuden vuoksi. Journal of Applied Physics, 1959, voi. 30, nro 1, s. 77-83.
5. MAYAGOITIA, V.; KORNHAUSER, I. Adsorptiopotentiaali ja kapillaarisuus. Kansallisen tekniikan akatemian VI-kongressin muistoissa. 1980. s. 238-242.
6. RUIZ, VICENTE PAZ. Biologian opetus esiopessa ja ala-asteella käsitteellisten järjestäjien kautta, kasvikonseptin tapaus.