Capilaridad para niños
La capilaridad es una propiedad especial de los fluidos, como el agua, que les permite subir o bajar por tubos muy delgados, llamados tubos capilares. Esto ocurre gracias a la tensión superficial del líquido, que es como una "piel" elástica en su superficie. La tensión superficial, a su vez, depende de cómo se atraen las moléculas del líquido entre sí (su cohesión).
Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es porque las fuerzas que atraen el líquido al material del tubo (adhesión) son más fuertes que las fuerzas que unen a las moléculas del líquido entre sí (cohesión). Es como si el líquido "mojara" el tubo. El líquido sigue subiendo hasta que el peso del líquido en el tubo es igual a la fuerza de la tensión superficial. Un ejemplo claro es el agua, que sube por los tubos capilares de las plantas sin que estas gasten energía para vencer la gravedad.
Pero si las moléculas del líquido se atraen más entre sí que al material del tubo, como sucede con el mercurio, el líquido baja en lugar de subir. En este caso, la superficie del líquido se curva hacia abajo, formando una especie de "montañita".
Contenido
¿Cómo funciona un tubo capilar?
Un tubo capilar es un tubo muy, muy delgado. Cuanto más estrecho es el tubo, más alto puede subir el líquido. Imagina que tienes un tubo de vidrio de solo 0,1 milímetros de ancho; el agua podría subir por él hasta unos 30 centímetros. Esto se debe a que la cantidad de líquido que sube es menor en los tubos más delgados, lo que permite que la fuerza de la capilaridad lo eleve más.
Por ejemplo, si dos láminas de vidrio están muy juntas y hay una pequeña capa de agua entre ellas, se pegan con mucha fuerza. Esto es por la capilaridad, que crea una presión que las mantiene unidas. Por eso, es difícil separar dos portaobjetos de laboratorio si están mojados.
En el caso de algunos materiales, como el mercurio y el vidrio, las fuerzas entre las moléculas del mercurio son más fuertes que las que lo unen al vidrio. Por eso, el mercurio no moja el vidrio y, en un tubo capilar, su superficie se curva hacia abajo, y el líquido desciende.
Las plantas usan la capilaridad para absorber agua subterránea del suelo a través de sus raíces. Aunque las plantas muy grandes también necesitan otro proceso llamado transpiración para mover toda el agua que necesitan.
¿Qué factores afectan la altura capilar?
La altura que un líquido puede alcanzar en un tubo capilar depende de varios factores. Existe una fórmula, conocida como la Ley de Jurin, que ayuda a calcular esta altura. Los factores más importantes son:
- La tensión superficial del líquido: Cuanto mayor sea, más alto subirá.
- El ángulo de contacto entre el líquido y el tubo: Esto indica qué tan bien el líquido "moja" la superficie.
- La densidad del líquido: Los líquidos menos densos suben más.
- La gravedad: La fuerza de la gravedad siempre tira el líquido hacia abajo.
- El radio del tubo: Como ya vimos, cuanto más pequeño sea el radio del tubo, más alto subirá el líquido.
Por ejemplo, en un tubo con un radio de 0.001 metros, el agua puede subir aproximadamente 0.015 metros.
Subida de agua entre dos láminas de vidrio
- Subida de agua entre dos hojas de vidrio
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Cuando el agua sube entre dos láminas de vidrio que están muy cerca, la altura que alcanza el agua es mayor cuanto más juntas estén las láminas. Si las láminas están más separadas, el agua sube menos. La superficie del agua entre las láminas tiene una forma curva especial, llamada hipérbola.
Véase también
En inglés: Capillary action Facts for Kids
- Menisco (física)
- Número de capilaridad
- Untuosidad
- Adhesión
Referencias
