Kapilaritas adalah prinsip yang menjelaskan mengapa cairan sering ditarik ke dalam zat lain. Fenomena ini juga kadang-kadang digambarkan sebagai aksi kapiler. Contoh klasik dari tindakan ini melibatkan handuk kertas dan genangan air yang tumpah: saat handuk dicelupkan ke dalam air, ia menyedot air ke atas.
Ini menjelaskan sejumlah besar peristiwa yang terjadi di alam, mulai dari bagaimana pohon berhasil mendapatkan air sampai ke tajuknya hingga bagaimana air tampaknya memanjat sedotan.
Beberapa faktor terlibat dalam kapilaritas. Yang pertama adalah kohesi, kecenderungan molekul suatu zat untuk tetap bersatu. Air adalah elemen kohesif, dengan tingkat kohesi yang menciptakan tegangan permukaan tingkat tinggi. Saat air tumpah di atas meja, ia cenderung menempel di genangan air, bukannya menyebar, karena bersifat kohesif.
Air yang ditarik oleh sepon adalah contoh kapilaritas.
Faktor kedua adalah adhesi, kecenderungan beberapa zat untuk tertarik pada zat yang berbeda. Pada contoh pohon dan air di dalam tanah, cairan ditarik ke serat selulosa di batang pohon, yang membentuk kapiler kecil yang disebut xilem. Saat cairan melekat, itu menciptakan meniskus, kurva kecil, di sepanjang tepi xilem.
Tegangan permukaan dalam air menyebabkan air naik saat meniskus terbentuk, karena gaya adhesi antara kayu dan molekul air, dan meniskus baru akan terbentuk saat air ditarik lebih jauh ke dalam pohon. Tanpa usaha apa pun dari pihaknya, pohon itu dapat menarik air sampai ke dahan-dahannya yang paling atas.
Apakah Amazon benar-benar memberi Anda harga yang kompetitif? Plugin yang kurang dikenal ini mengungkapkan jawabannya. Trees menggunakan kapilaritas untuk menarik molekul air ke atas.
Ketika meniskus melengkung ke bawah, menciptakan permukaan cekung, cairan dikatakan “membasahi” zat yang ditariknya, menciptakan keadaan yang diperlukan untuk terjadinya kapilaritas.
Untuk contoh sederhana mengompol, isi segelas air dan perhatikan bentuk meniskusnya. Itu harus lebih tinggi di sisi kaca, dengan permukaan air di tengah kaca menjadi lebih rendah. Ketika permukaan cembung terbentuk, cairan tidak membasahi permukaan, karena kohesi cairan lebih kuat daripada gaya perekat yang mendorong kapilaritas. Merkuri adalah contoh cairan yang tidak membasahi.
Tindakan kapiler bertanggung jawab untuk memindahkan air melalui xilem tanaman vaskular.
Semakin padat suatu cairan, semakin kecil kemungkinannya untuk menunjukkan kapilaritas. Ini juga kurang umum dengan cairan yang memiliki tingkat kohesi yang sangat tinggi, karena molekul individu dalam cairan tertarik lebih erat satu sama lain daripada ke permukaan yang berlawanan.
Akhirnya, kapilaritas juga akan mencapai titik keseimbangan, di mana gaya adhesi dan kohesi sama, dan berat cairan menahannya. Sebagai aturan umum, semakin kecil tabung, semakin tinggi cairan akan ditarik.
Bagaimana Proses Terjadinya Kapilaritas
Bahkan jika Anda belum pernah mendengar istilah kapilaritas, tetap penting dalam hidup Anda. Kapilaritas penting untuk memindahkan air (dan semua hal yang larut di dalamnya) di sekitarnya. Kapilaritas adalah pergerakan air di dalam ruang-ruang dari bahan berpori karena kekuatan adhesi, kohesi, dan tegangan permukaan.
Proses kapilaritas terjadi karena air lengket, berkat gaya kohesi (molekul air suka tinggal berdekatan) dan adhesi (molekul air tertarik dan menempel pada zat lain). Adhesi air ke dinding pembulum akan menyebabkan kekuatan ke atas pada cairan di tepi dan menghasilkan meniskus yang berubah ke atas.
Tegangan permukaan bertindak untuk menjaga permukaan utuh. Kapilaritas terjadi ketika adhesi ke dinding lebih kuat dari gaya kohesi antara molekul-molekul cair. Ketinggian dimana kapilaritas akan mengambil air dalam tabung melingkar yang seragam (gambar ke kanan) dibatasi oleh tegangan permukaan dan, tentu saja, gravitasi.
Air tidak hanya cenderung saling menempel dalam setetes, tetapi juga menempel pada gelas, kain, jaringan organik, tanah, dan, untungnya, pada serat dalam handuk kertas. Celupkan handuk kertas ke dalam segelas air dan air akan “naik” ke handuk kertas. Bahkan, itu akan terus naik handuk sampai tarikan gravitasi terlalu banyak untuk diatasi.
Pertanyaan Umum tentang Kapilaritas
1. Apa itu kapilaritas?
Kapilaritas adalah fenomena fisika di mana cairan naik atau turun melalui rongga sempit, seperti pipa kapiler atau serat kain, berlawanan dengan arah gravitasi. Ini terjadi karena adanya gaya intermolekul antara cairan dan dinding rongga.
2. Bagaimana kapilaritas terjadi?
Kapilaritas terjadi karena adhesi, kohesi, dan tegangan permukaan. Adhesi adalah daya tarik antara molekul cairan dan dinding rongga, sementara kohesi adalah daya tarik antara molekul cairan itu sendiri. Tegangan permukaan adalah ketegangan yang terjadi di permukaan cairan karena adanya gaya tarik antarmolekul di permukaan.
3. Apa yang mempengaruhi tinggi kapilaritas?
Tinggi kapilaritas dipengaruhi oleh beberapa faktor, termasuk:
- Diameter pipa kapiler: Semakin kecil diameter pipa kapiler, semakin tinggi tinggi kapilaritasnya.
- Sifat-sifat cairan: Adhesi dan kohesi cairan mempengaruhi kapilaritas. Semakin besar adhesi dan kohesi, semakin tinggi kapilaritasnya.
- Kecepatan penguapan: Semakin cepat laju penguapan, semakin tinggi tinggi kapilaritasnya.
4. Apa contoh fenomena kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari?
Contoh-contoh fenomena kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari meliputi:
- Ketika Anda menaruh sepotong tisu di dalam air, air akan naik ke atas tisu secara kapiler.
- Ketika Anda menyentuh ujung kertas tisu ke tetesan air, air akan naik ke atas tisu melawan gravitasi.
- Ketika Anda menyiram tanaman, air akan naik melalui akar dan batang tanaman ke daun melalui kapilaritas.
- Saat Anda melihat air menyerap ke dalam spons atau kain lap, itu adalah hasil dari fenomena kapilaritas.
5. Bagaimana kapilaritas dapat dimanfaatkan dalam aplikasi teknologi atau industri?
Kapilaritas memiliki berbagai aplikasi dalam teknologi dan industri, termasuk:
- Penggunaan kapiler dalam alat pengukur tekanan darah, seperti tabung Hg.
- Pemanfaatan kapilaritas dalam alat-alat penspipet, pipa mikro, atau alat-alat lab lainnya yang membutuhkan transfer cairan yang akurat dan presisi.
- Penggunaan kapilaritas dalam teknologi percetakan, di mana tinta dapat naik melalui serat kertas untuk mencetak gambar atau teks.
- Pemanfaatan kapilaritas dalam sistem pengiriman obat transdermal, di mana obat dapat diserap melalui kulit menggunakan kapilaritas.
Ini adalah beberapa pertanyaan umum tentang kapilaritas. Jika Anda memiliki pertanyaan lebih lanjut, jangan ragu untuk bertanya!
Post terkait
Menemukan Keajaiban Kapilaritas: Menjelajahi Fenomena Kenaikan Cairan dalam Tabung Tipis