kapilarita

Text hesla

kapilarita [lat.] — súhrnný názov javov spôsobených silami vznikajúcimi v dôsledku povrchového napätia kvapalín. Najznámejšie z týchto javov sú kapilárna elevácia a kapilárna depresia, t. j. vzostup hladiny zmáčajúcej kvapaliny, resp. pokles hladiny nezmáčajúcej kvapaliny vo zvislých kapilárach spojený so zakrivením hladiny kvapaliny predovšetkým pri stenách kapiláry (zakrivený povrch hladiny sa nazýva meniskus). Sily spôsobujúce kapilaritu (kapilárne sily) vznikajú ako výsledok vzájomného pôsobenia medzi molekulami kvapaliny a medzi molekulami kvapaliny a tuhým telesom (napr. nádobou). Zmeny výšky hladiny v kapiláre sú spojené s existenciou kapilárneho tlaku, pričom platí, že v ustálenom stave musia byť všetky tlaky v kapiláre v rovnováhe. Pri kapilárnej depresii stláča kapilárny tlak kvapalinu nadol pod úroveň jej hladiny v nádobe, do ktorej je kapilára ponorená. Hladina kvapaliny klesá pri stene kapiláry hlbšie než v jej strede (meniskus hladiny je vypuklý, t. j. konvexný). Pri kapilárnej elevácii ťahá kapilárny tlak kvapalinu v kapiláre nahor nad úroveň jej hladiny v nádobe, v ktorej je kapilára ponorená. Výška h, na ktorú vystúpi hladina kvapaliny v kapiláre s polomerom r nad hladinu kvapaliny v nádobe, je daná vzťahom \(h=\frac{2\sigma }{\mathit{r\rho }g}\), kde σ je povrchové napätie kvapaliny, ρ jej hustota a g tiažové zrýchlenie. V dôsledku zmáčania steny kapiláry hladina kvapaliny vystupuje pri stene kapiláry vyššie ako v jej strede (meniskus hladiny je dutý, t. j. konkávny).

Kapilarita sa ako vzlínavosť pozoruje v pórovitom prostredí, predovšetkým v pôde obsahujúcej vodu. Kapilarita pôdnej vody (vzlínavosť pôdnej vody) predstavuje vertikálny pohyb vody prítomnej v úzkych (kapilárnych) póroch pôdy (→ kapilárna voda) smerom k povrchu proti pôsobeniu gravitačných síl. Pôdna voda vzlína nad voľnú hladinu podzemnej vody, pričom miera vzlínania je ovplyvnená predovšetkým veľkosťou pórov v pôde, ktorá je o. i. daná pôdnym typom. Kapilarita sa prejavuje už v póroch s priemerom 8 mm, najintenzívnejšie v póroch s priemerom 0,1 – 0,001 mm. V piesočnatých pôdach stúpa voda do výšky 0,5 m, v hlinitých pôdach do výšky 1,5 m a v ílovitých pôdach až do výšky 3 m nad voľnú hladinu podzemnej vody. Kapilárna voda v pôde je v pohybe, rozlišuje sa slabá (20 mm/h), stredná (20 – 50 mm/h) a intenzívna (viac než 50 mm/h) rýchlosť jej prúdenia. Kapilarita pôdnej vody je významná z hľadiska zadržiavania (retencie) vody v pôdach, čo umožňuje jej využívanie rastlinami, napr. v pôdach s voľnou hladinou podzemnej vody blízko pri povrchu je kapilárna voda zdrojom až tretiny vody spotrebovanej rastlinami.

Kapilarita sa prejavuje aj v poréznych stavebných materiáloch. Pri nedostatočnej hydroizolácii stavby je murivo v priamom kontakte s vlhkou zeminou podložia, dochádza k vzlínaniu vody a v nej rozpustených solí (uhličitanov, síranov, dusičnanov, chloridov a i.) v telese muriva do značnej výšky nad úroveň vonkajšieho vlhkého prostredia, a tým k poškodzovaniu muriva a k zhoršeniu jeho tepelnoizolačných vlastností.

V hydrológii sa oblasť pôdy (resp. iného pórovitého prostredia) obsahujúca kapilárnu vodu nazýva kapilárne pásmo.

Kapilárne sily zohrávajú úlohu aj pri transporte vody z koreňov do všetkých častí rastlín, ktorý sa uskutočňuje v cievach spĺňajúcich úlohu kapilár (→ transpirácia). Medzi kapilárne javy patrí aj tvorenie kvapiek, bubliniek peny ap.

Popis ilustrácie

Kapilárna elevácia (hore) a kapilárna depresia (dolu).

h – výška, na ktorú hladina kvapaliny v kapiláre pri kapilárnej elevácii vystúpi, resp. na ktorú hladina kvapaliny v kapiláre pri kapilárnej depresii klesne

r – polomer kapiláry

m – meniskus

Text hesla

kapilarita [lat.] — súhrnný názov javov spôsobených silami vznikajúcimi v dôsledku povrchového napätia kvapalín. Najznámejšie z týchto javov sú kapilárna elevácia a kapilárna depresia, t. j. vzostup hladiny zmáčajúcej kvapaliny, resp. pokles hladiny nezmáčajúcej kvapaliny vo zvislých kapilárach spojený so zakrivením hladiny kvapaliny predovšetkým pri stenách kapiláry (zakrivený povrch hladiny sa nazýva meniskus). Sily spôsobujúce kapilaritu (kapilárne sily) vznikajú ako výsledok vzájomného pôsobenia medzi molekulami kvapaliny a medzi molekulami kvapaliny a tuhým telesom (napr. nádobou). Zmeny výšky hladiny v kapiláre sú spojené s existenciou kapilárneho tlaku, pričom platí, že v ustálenom stave musia byť všetky tlaky v kapiláre v rovnováhe. Pri kapilárnej depresii stláča kapilárny tlak kvapalinu nadol pod úroveň jej hladiny v nádobe, do ktorej je kapilára ponorená. Hladina kvapaliny klesá pri stene kapiláry hlbšie než v jej strede (meniskus hladiny je vypuklý, t. j. konvexný). Pri kapilárnej elevácii ťahá kapilárny tlak kvapalinu v kapiláre nahor nad úroveň jej hladiny v nádobe, v ktorej je kapilára ponorená. Výška h, na ktorú vystúpi hladina kvapaliny v kapiláre s polomerom r nad hladinu kvapaliny v nádobe, je daná vzťahom \(h=\frac{2\sigma }{\mathit{r\rho }g}\), kde σ je povrchové napätie kvapaliny, ρ jej hustota a g tiažové zrýchlenie. V dôsledku zmáčania steny kapiláry hladina kvapaliny vystupuje pri stene kapiláry vyššie ako v jej strede (meniskus hladiny je dutý, t. j. konkávny).

Kapilarita sa ako vzlínavosť pozoruje v pórovitom prostredí, predovšetkým v pôde obsahujúcej vodu. Kapilarita pôdnej vody (vzlínavosť pôdnej vody) predstavuje vertikálny pohyb vody prítomnej v úzkych (kapilárnych) póroch pôdy (→ kapilárna voda) smerom k povrchu proti pôsobeniu gravitačných síl. Pôdna voda vzlína nad voľnú hladinu podzemnej vody, pričom miera vzlínania je ovplyvnená predovšetkým veľkosťou pórov v pôde, ktorá je o. i. daná pôdnym typom. Kapilarita sa prejavuje už v póroch s priemerom 8 mm, najintenzívnejšie v póroch s priemerom 0,1 – 0,001 mm. V piesočnatých pôdach stúpa voda do výšky 0,5 m, v hlinitých pôdach do výšky 1,5 m a v ílovitých pôdach až do výšky 3 m nad voľnú hladinu podzemnej vody. Kapilárna voda v pôde je v pohybe, rozlišuje sa slabá (20 mm/h), stredná (20 – 50 mm/h) a intenzívna (viac než 50 mm/h) rýchlosť jej prúdenia. Kapilarita pôdnej vody je významná z hľadiska zadržiavania (retencie) vody v pôdach, čo umožňuje jej využívanie rastlinami, napr. v pôdach s voľnou hladinou podzemnej vody blízko pri povrchu je kapilárna voda zdrojom až tretiny vody spotrebovanej rastlinami.

Kapilarita sa prejavuje aj v poréznych stavebných materiáloch. Pri nedostatočnej hydroizolácii stavby je murivo v priamom kontakte s vlhkou zeminou podložia, dochádza k vzlínaniu vody a v nej rozpustených solí (uhličitanov, síranov, dusičnanov, chloridov a i.) v telese muriva do značnej výšky nad úroveň vonkajšieho vlhkého prostredia, a tým k poškodzovaniu muriva a k zhoršeniu jeho tepelnoizolačných vlastností.

V hydrológii sa oblasť pôdy (resp. iného pórovitého prostredia) obsahujúca kapilárnu vodu nazýva kapilárne pásmo.

Kapilárne sily zohrávajú úlohu aj pri transporte vody z koreňov do všetkých častí rastlín, ktorý sa uskutočňuje v cievach spĺňajúcich úlohu kapilár (→ transpirácia). Medzi kapilárne javy patrí aj tvorenie kvapiek, bubliniek peny ap.

Zverejnené v marci 2017.

citácia

Kapilarita [online]. Encyclopaedia Beliana, ISBN 978-80-89524-30-3. [cit. 2019-11-12]. Dostupné na internete: https://beliana.sav.sk/heslo/kapilarita