Kapillarität

Die Kapillarität oder auch Kapillareffekt beschreibt das Vermögen von Flüssigkeiten in sogenannten Kapillaren, das sind z. B. enge Röhren, Spalten oder Hohlräume, aufzusteigen. Die Flüssigkeiten steigen an der Oberfläche eines Feststoffes entgegen der Schwerkraft nach oben und bilden eine konkave Oberfläche. Dieser Effekt ist umso höher, je kleiner der Durchmesser der Kapillare ist.

Die Kapillarität entsteht durch sogenannte Adhäsionskräfte. Adhäsion beschreibt das Haften von zwei Stoffen aneinander. Dabei gibt es eine Anziehung zwischen den Flüssigkeitsmolekülen und der begrenzenden Wand in der Grenzfläche. Da das Gewicht von Flüssigkeiten in den engen Kapillaren gering ist, überwiegt die Anziehungskraft gegenüber der Schwerkraft und die Flüssigkeit kann aufsteigen.

Ein einfaches Beispiel hierfür ist ein Strohhalm, der in ein Glas Wasser gehalten wird. Dabei kann man beobachten, dass das Wasser in dem Strohhalm höher als die Wasseroberfläche im Glas steigt. Ein weiteres Beispiel ist das Vollsaugen eines Zuckerwürfels mit Flüssigkeit, auch wenn man nur ein kleines Stück in den Tee hält.

Dieser Effekt ist unter anderem auch dafür verantwortlich, dass Pflanzen bis in große Höhen ihre Blätter mit Wasser versorgen können. Außerdem können so auch feuchte Wände in einem Haus entstehen. Dies passiert meist, wenn sich die Grundmauern nicht ausreichend isoliert sind. Wasser aus dem feuchten Erdreich steigt durch die Hohlräume der Ziegelsteinen nach oben und kann zu Feuchtigkeitsproblemen in Häusern führen.

Wenn Flüssigkeiten das Material einer Oberfläche nicht benetzen, führt das zu einem Abstieg und man spricht von einer sogenannten Kapillardepression. Dies passiert bspw. bei Quecksilber auf Glas oder bei Wasser auf einer fettigen Oberfläche. Die Flüssigkeiten besitzen dann eine konvexe Oberfläche und haben einen niedrigen Pegel als die umgebene Wasseroberfläche.