Menjelaskan Gejala Kapilaritas dengan singkat

Untuk membahas kapilaritas, perhatikan sebuah pipa kaca dengan diameter kecil (pipa kapiler) yang ujungnya terbuka saat dimasukkan ke dalam bejana berisi air. Kita dapat menyaksikan bahwa permukaan air dalam pipa akan naik. Lain hasilnya jika kita mencelupkan pipa tersebut ke dalam bejana berisi air raksa. Permukaan air raksa dalam tabung akan turun atau lebih rendah daripada permukaan air raksa dalam bejana. Gejala inilah yang disebut dengan gejala kapilaritas.

Pada kejadian ini, pipa yang digunakan adalah pipa kapiler. Oleh karena itu, gejala kapilaritas adalah gejala naik turunnya zat cair dalam pipa kapiler. Permukaan zat cair yang berbentuk cekung atau cembung disebut meniskus. Permukaan air pada dinding kaca yang berbentuk cekung disebut meniskus cekung, sedangkan permukaan air raksa yang berbentuk cembung disebut meniskus cembung.

Penyebab dari gejala kapiler adalah adanya adhesi dan kohesi. Kohesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang sama jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain tidak dapat menempel karena molekulnya saling tolak menolak. sedangkan adhesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang berbeda jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain dapat menempel dengan baik karena molekulnya saling tarik menarik atau merekat.

 

Pada gejala kapilaritas pada air, air dalam pipa kapiler naik karena adhesi antara partikel air dengan kaca lebih besar daripada kohesi antar partikel airnya. Sebaliknya, pada gejala kapilaritas air raksa, adhesi air raksa dengan kaca lebih kecil daripada kohesi antar partikel air raksa. Oleh karena itu, sudut kontak antara air raksa dengan dinding kaca akan lebih besar daripada sudut kontak air dengan dinding kaca.

Kenaikan atau penurunan zat cair pada pipa kapiler disebabkan oleh adanya tegangan permukaan yang bekerja pada keliling persentuhan zat cair dengan pipa.

Kapilaritas cairan dikatakan tinggi bila adhesi lebih besar dari kohesi, dan sebaliknya. Oleh karena itu, pengetahuan tentang cairan tidak cukup untuk menentukan kapan kapilaritas akan terjadi, karena kita juga harus mengetahui komposisi kimia dari tabung. Bersama-sama dengan bidang kontak (diameter tabung), terdiri dari variabel kunci.

Sebagai contoh, air dalam tabung kaca tipis memiliki kekuatan perekat yang kuat karena ikatan hidrogen yang terbentuk antara molekul-molekul air dan atom oksigen dalam dinding tabung (kaca = silika = SiO2). Sebaliknya, merkuri ditandai dengan kohesi lebih kuat, dan karenanya kapilaritas yang jauh lebih rendah.

Dalam hal kekuatan adhesi lebih besar daripada kohesi dan gravitasi (ketika itu ada), molekul dari cling cair ke dinding tabung. Kami akan mengamati bahwa permukaan atas cairan menjadi cekung (ketinggian cairan di bidang kontak lebih tinggi dari ketinggian di pusat tabung).

Pasukan kohesif antara molekul cairan yang “berusaha” untuk mengurangi tegangan permukaan (yaitu untuk meratakan permukaan atas cairan dan dengan demikian mencegah luas permukaan yang meningkat di negara cekung). Dengan demikian, molekul terus mendaki sampai keadaan stabil antara kohesi dan adhesi dicapai (dengan atau tanpa komponen gravitasi).

Ini juga menjelaskan mengapa fenomena ini terjadi secara eksklusif dalam tabung tipis (juga dengan tidak adanya gravitasi). Dalam kapal yang lebih luas, hanya sebagian kecil dari cairan datang ke dalam kontak dengan dinding pembuluh, dan kekuatan sehingga perekat dapat diabaikan dan hampir tidak ada peningkatan cairan.