Oosthoek encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 15-11-2018

Capillariteit

betekenis & definitie

Capillariteit - groep verschijnselen, die veroorzaakt worden door de samenwerking van de onderlinge aantrekking der deelen eener vloeistof (cohaesie*) en de aantrekking, hierop uitgeoefend door lichamen, waarmede de vloeistof in aanraking is (adhaesie*). Wegens de vrije energie* van een vloeistofoppervlak (zie COHAESIE) tracht dit zich te verkleinen. Dientengevolge poogt eene vrij bewegelijke vloeistofmassa steeds den bolvorm aan te nemen, d. i. de gedaante, waarbij voor een zeker volume het oppervlak een minimum is. Vandaar dat kleine vloeistofdruppels bolvormig zijn; alleen door de zwaartekracht* zijn ze eenigszins gedeformeerd.

Deze is ook oorzaak, dat grootere hoeveelheden vloeistof niet den bolvorm kunnen aannemen. Is evenwel eene vloeistof gesuspendeerd in eene andere van hetzelfde soortelijk gewicht, die er zich niet mede vermengt, dan zijn ook grootere bolvormige vloeistofmassa’s te verkrijgen. — Vloeistofvliezen (b.v. zeepvliezen), uitgespannen tusschen metalen draden, trachten de kleinst mogelijke oppervlakte aan te nemen. Op de draden, waartusschen ze uitgespannen zijn, werkt eene kracht per eenheid van lengte, gelijk aan tweemaal de capillariteitsconstante*. Een hol vlies, dat niet tusschen staafjes is uitgespannen (bv. eene zeepbel) neemt den bolvorm aan, aangezien hierbij de oppervlakte een minimum is voor een zeker ingesloten volume. Tengevolge van de vrije energie van het oppervlak zal zulk een vlies zich trachten te verkleinen en daardoor een druk uitoefenen op het ingesloten gas. Deze druk is omgekeerd evenredig met den straal van het bolvormige vlies. — Is eene vloeistof in aanraking met een vast lichaam, dan speelt ook de adhaesie eene rol. De vrije energie van het grensvlak tusschen vloeistof en vast lichaam heeft dientengevolge eene andere waarde dan voor een vrij vloeistofoppervlak. De evenwichtsvoorwaarde is nu daardoor gegeven, dat de som van de vrije energie van dit grensvlak en die van het vrije vloeistofoppervlak vermeerderd met de potentiëele energie der vloeistof t. o. v. de uitwendige krachten (bv. de zwaartekracht), een minimum moet zijn.

De gezamenlijke werking van cohaesie en adhaesie geeft aanleiding tot de opstijging resp. neerdrukking van vloeistoffen in capillaire* buizen. Overweegt de adhaesie boven de cohaesie, dan staat de vloeistof in de buis hooger dan het omringende niveau der vloeistof (bv. water of alkohol in eene glazen buis), in het omgekeerde geval staat ze lager (bv. kwikzilver in eene glazen buis). De stijghoogte resp. neerdrukking is omgekeerd evenredig met den straal der buis en met de dichtheid der vloeistof, evenredig met de capillariteitsconstante. Naarmate eene vloeistof in eene buis hooger of lager staat dan het omringende vloeistofniveau, is ook de randhoek*, d. i. de hoek, dien het vloeistofoppervlak met het cylindrische oppervlak der buis vormt, verschillend, waardoor in het geval, dat de adhaesie overweegt, de meniscus der vloeistof in de buis hol is, in het andere geval bol. Een ander gevolg van de verschillende relatieve grootte van cohaesie t.o.v. adhaesie bij combinatie van verschillende vaste stoffen en vloeistoffen is het verschil in gedaante van vloeistofdruppels op een plat vlak: een kwikdruppel op eene glazen plaat is bijna bolrond, een waterdruppel heeft tennaastenbij de gedaante van een bolsegment, terwijl een druppel alkohol op het glas geheel uitvloeit. — Andere verschijnselen, tot de c. behoorende, zijn o. a. het drijven van kleine metalen voorwerpen op water, het naar zich elkander toe bewegen van verticale, onderling evenwijdige glazen platen in water, in het algemeen ook van op het water drijvende voorwerpen, — Ook het verschil in capillariteitsconstante van twee verschillende vloeistoffen kan tot eigenaardige verschijnselen aanleiding geven. Wordt midden op een dun laagje water, dat zich in een schaaltje bevindt, een druppel alkohol gegoten, dan trekt het water zich van het midden terug, welke plaats dan door den alkohol wordt ingenomen. Doordat nl. de capillariteitsconstante van water veel grooter is dan die van alkohol, zal op die wijze de totale vrije energie kleiner worden door de vermindering van het vrije vloeistofoppervlak van het water, ook al neemt het totale vloeistofoppervlak toe.

< >