is een natuurverschijnsel, dat zijn naam ontleent aan een van zijn meest opvallende uitingen, nl. het opstijgen van een vloeistof in nauwe buisjes, zgn. haarvaten of capillairen. De oorzaak van het verschijnsel moet gezocht worden in de onderlinge cohaesiekrachten tussen de vloeistofmoleculen en adhaesiekrachten er van aan de wand (z cohaesie).
Men stelt zich voor, dat de aantrekkende krachten, die een vloeistofmolecuul van zijn omgeving ondervindt, slechts tot kleine afstand beperkt zijn, m.a.w. dat de moleculaire attractiesfeer klein is. In het inwendige van een vloeistof is dientengevolge de attractiesfeer aan alle kanten gelijkelijk met moleculen gevuld en ondervindt het centrale molecuul dus een resulterende kracht nul (fig. ia). Maar aan de oppervlakte wordt een molecuul naar binnen getrokken, omdat de buitenhelft van de attractiesfeer daar niet gevuld is.
Het kost dus arbeid om een molecuul naar de oppervlakte te brengen, m.a.w. om het vrije oppervlak van een vloeistof te vergroten. Deze arbeid per eenheid van oppervlak heet de oppervlaktespanning of capillariteitsconstante H (voor water 76 erg/cm2, voor kwik 490, organische stoffen ongeveer 40). Men kan dit ook zo opvatten, alsof er in de oppervlakte een tangentiële spanning van H dyne/cm zetelt. De oppervlakte gedraagt zich dus als een elastisch vlies, dat zich probeert samen te trekken; zo ziet men bijv., waarom vrije vloeistofdruppels de bolvorm aannemen.
Waar echter de vloeistof aan een vaste wand grenst, kan de aantrekking daarvan de bolvorm verstoren. Deze aantrekking kan veel groter zijn dan van de vloeistofmoleculen onderling, terwijl zij ook veel kleiner kan zijn of tussenliggende waarden kan aannemen. Dit leidt er toe, dat de vloeistof zich met een zeker randhoek a bij de wand aansluit, die in de twee genoemde uiterste gevallen 0°, resp. 1800 is.
In een cylindrische capillair met straal r is dientengevolge voor een vloeistof met s.g. Q en bij versnelling van de zwaartekracht g de capillaire opstijging h is gelijk (2Hcos a)/qgr. Voor randhoek 0° (holle meniscus) wordt cos a = 1, voor 1800 (bolle meniscus) daarentegen -1 en is er dus capillaire neerdrukking, bijv. bij kwik in een barometerbuis.
Behalve de vorm van vliezen en druppels veroorzaakt de oppervlaktespanning ook de cylindrische vorm van een vloeistofstraal. Bij een grote lengte wordt een dergelijke cylinder labiel en valt in druppels uiteen, omdat deze gezamenlijk een kleinere oppervlakte hebben. Aan een stroopstraal kan men dit duidelijk waarnemen, en ook dat telkens bij het afvallen van een druppel de resterende cylindrische straal zich even onder invloed van de oppervlaktespanning samentrekt.
Bij de zgn. stalagmometer bepaalt men de oppervlakteconstante uit de grootte van de druppels, die uit een verticale rechtafgeslepen dunne glazen buis vallen. De werking van een lampepit, van vloeipapier e.d. berust op capillaire opzuiging (fig. 2a). De betrekkelijk hoge oppervlaktespanning van water kan reeds door een uiterst geringe hoeveelheid organ. capillairactieve verontreiniging verlaagd worden (z monomoleculaire lagen en electrocapillariteit).
PROF. DR J. A. PRINS
Lit.: C. V. Boys, Soap bubbles (London 1902); G. Bakker, Handb. d.
Experimentalphysik Wien-Harms, Kapillarität.
