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fisica:esperienze:capillarita_dei_liquidi

LAB2GO Scienza

Capillarità dei liquidi

Introduzione

La capillarità è l'insieme di fenomeni dovuti alle interazioni fra le molecole di un liquido con quelle di un solido (per esempio le pareti di un recipiente) sulla loro superficie di separazione. Le forze in gioco che si manifestano in tale fenomeno sono: la forza di coesione, la forza di adesione e la tensione superficiale.

Quando la superficie dei vasi comunicanti è curva, nella parte concava si genera una pressione maggiore di quella esistente nella parte convessa. Per ristabilire l'equilibrio tra queste pressioni, il liquido dovrà salire o scendere di un certo volume. Il fenomeno è più evidente nei tubi capillari poiché in questi è maggiore la parte di liquido a contatto con le pareti del recipiente rispetto al volume totale e quindi la parte di liquido che genererà le forze di adesione sarà maggiore e perciò lo spostamento del livello del liquido all'interno del capillare sarà maggiore. Il liquido si posizionerà quindi sempre più in alto se il diametro della sezione diminuisce.

Descrizione

L’esistenza di tali forze di adesione e di coesione giustifica il fenomeno della capillarità, che contrasta col principio dei vasi comunicanti. Se tra questi alcuni sono capillari (diametro interno minore di 2-3 mm), nel caso di liquidi che bagnano il livello è più alto nei vasi quanto più piccolo è il loro diametro. Per i liquidi che non bagnano, il livello è tanto più basso quanto più piccolo è il diametro. Infatti il dislivello tra il liquido in un vaso normale e quello in un vaso capillare, comunicanti tra loro, è inversamente proporzionale al diametro di quest’ultimo, secondo la legge di Borelli-Jurin. Questa infatti è $$h=\frac{2\gamma\cos(\theta)}{\rho gr}$$ con $\gamma$ tensione superficiale, $\theta$ angolo di raccordo tra la superficie del liquido e la parete del contenitore, $\rho$ densità del liquido, $g$ accelerazione di gravità e $r$ raggio del capillare.

Approssimando quindi l'angolo $\theta$ a 0 è possibile misurando l'innalzamento del liquido misurare la tensione superficiale del liquido con la parete.

Strumenti necessari
Vasi comunicanti e Tubi capillari

Sitografia e approfondimenti

Link Descrizione
Wikipedia Descrizione fenomeno fisico
Treccani Illustrazione fenomeno fisico
Chimica on-line Illustrazione fenomeno fisico
Youtube Video del fenomeno fisico
Youtube Video del fenomeno fisico applicato alla biologia


fisica/esperienze/capillarita_dei_liquidi.txt · Ultima modifica: 2020/11/18 13:05 (modifica esterna)