Adhesión: La adhesión es la fuerza de atracción entre dos sustancias diferentes. En el caso del agua en un tubo capilar de vidrio, las moléculas de agua son atraídas hacia la superficie del vidrio debido a la fuerza adhesiva más fuerte entre el agua y el vidrio en comparación con las fuerzas de cohesión dentro del agua misma. Esta atracción crea una superficie de agua curva, conocida como menisco, en la interfaz entre el agua y el vaso.
Cohesión: La cohesión se refiere a la fuerza de atracción entre moléculas de una misma sustancia. Las moléculas de agua tienen una fuerte fuerza cohesiva debido a su naturaleza polar. Esto significa que las moléculas de agua son atraídas y "pegadas" entre sí. Las fuerzas de cohesión entre las moléculas de agua actúan contra la gravedad, haciendo que el agua suba por el tubo capilar.
Tensión superficial: La tensión superficial es la propiedad de la superficie de un líquido que hace que se comporte como una membrana elástica estirada. En el agua, la tensión superficial surge debido a fuerzas de cohesión más fuertes entre las moléculas de agua que entre las moléculas de agua y aire en la superficie. Esto crea una capa delgada e invisible en la superficie del agua que actúa como una barrera, permitiendo que el agua suba contra la gravedad en los tubos capilares.
Cuando estas tres fuerzas actúan juntas en un tubo capilar, el efecto combinado hace que el agua suba verticalmente dentro del tubo. Las fuerzas adhesivas entre el agua y el vidrio inician el movimiento ascendente, mientras que las fuerzas cohesivas y la tensión superficial ayudan a sostenerlo. La altura a la que sube el agua es inversamente proporcional al diámetro del tubo, ya que las fuerzas adhesivas y cohesivas se vuelven más dominantes en los tubos más estrechos.
Este comportamiento del agua en los tubos capilares tiene implicaciones prácticas en diversas áreas, incluida la biología, donde desempeña un papel en el movimiento del agua y los nutrientes en las plantas, y en la tecnología, donde la acción capilar se utiliza en dispositivos como bolígrafos de tinta y mechas.