Pokud rádi pijete koktejly nebo jiné nápoje z brčka, pravděpodobně jste si všimli, že když jeden z jeho konců ponoříte do tekutiny, hladina nápoje v něm je o něco vyšší než v šálku nebo sklenici. Proč se tohle děje? Obvykle o tom lidé nepřemýšlejí. Fyzikům se ale takové jevy dlouho dařilo dobře studovat a dokonce jim dali vlastní jméno – kapilární jevy. Je řada na nás, abychom zjistili, proč se to děje a jak se tento jev vysvětluje.
Proč dochází ke kapilárním jevům
V přírodě má vše, co se děje, rozumné vysvětlení. Pokud je kapalina smáčená (například voda v plastové trubici), bude stoupat trubicí nahoru, a pokud není smáčená (například rtuť ve skleněné lahvičce), půjde dolů. Navíc, čím menší je poloměr takové kapiláry, tím výše bude kapalina stoupat nebo klesat. Co vysvětluje takové kapilární jevy? Fyzika říká, že k nim dochází v důsledku expozicesíly povrchového napětí. Když se pozorně podíváte na povrchovou vrstvu kapaliny v kapiláře, můžete vidět, že ve svém tvaru je to jakýsi kruh. Podél jejího okraje jsou stěny trubky vystaveny tlaku silou tzv. povrchového napětí. Navíc u smáčecí kapaliny je její směrový vektor směrován dolů a u nesmáčivé kapaliny je směrován nahoru.
Podle třetího Newtonova zákona nevyhnutelně způsobuje opačný tlak, který je stejně velký jako on. Právě to způsobuje, že kapalina stoupá nebo klesá v úzké trubici. To vysvětluje všechny druhy kapilárních jevů. Mnozí však již jistě měli logickou otázku: „A kdy se zastaví vzestup nebo pokles kapaliny? To se stane, když gravitační síla neboli Archimédova síla vyrovná sílu, která způsobuje pohyb kapaliny podél trubice.
Jak lze využít kapilární jevy?
Jednu z aplikací tohoto fenoménu, který se rozšířil ve výrobě papírenského zboží, zná snad každý student či žák. Pravděpodobně jste již uhodli, že mluvíme o kapilárním peru.
Jeho zařízení vám umožňuje psát téměř v jakékoli poloze a díky tenkému a jasnému znaku na papíře je toto téma již dlouho mezi spisovatelskými bratry velmi oblíbené. Kapilární jevy jsou také široce využívány v zemědělství k regulaci pohybu a udržení vlhkosti v půdě. Jak víte, země, kde rostoukultura, má volnou strukturu, ve které jsou mezi jejími jednotlivými částicemi úzké mezery. Ve skutečnosti to není nic jiného než kapiláry. Prostřednictvím nich se voda dostává do kořenového systému a poskytuje rostlinám potřebnou vlhkost a užitečné soli. Půdní voda však také stoupá podél těchto cest a poměrně rychle se odpařuje. Aby se tomuto procesu zabránilo, měly by být kapiláry zničeny. Právě za tímto účelem se provádí kypření půdy. A někdy nastává obrácená situace, kdy je nutné zvýšit pohyb vody kapilárami. V tomto případě je půda srolována dolů a díky tomu se zvyšuje počet úzkých kanálů. V každodenním životě se kapilární jevy využívají za různých okolností. Použití savého papíru, ručníků a ubrousků, použití knotů v petrolejových lampách a v technologii - to vše je možné díky přítomnosti dlouhých úzkých kanálů v jejich složení.
