Adesione: L'adesione è la forza di attrazione tra due sostanze diverse. Nel caso dell'acqua in un tubo capillare di vetro, le molecole d'acqua vengono attratte dalla superficie del vetro a causa della forza adesiva più forte tra l'acqua e il vetro rispetto alle forze di coesione all'interno dell'acqua stessa. Questa attrazione crea una superficie curva dell'acqua, nota come menisco, all'interfaccia tra l'acqua e il vetro.
Coesione: La coesione si riferisce alla forza di attrazione tra molecole della stessa sostanza. Le molecole d'acqua hanno una forte forza di coesione a causa della loro natura polare. Ciò significa che le molecole d'acqua sono attratte e "attaccano" insieme. Le forze di coesione tra le molecole d'acqua agiscono contro la gravità, provocando la risalita dell'acqua nel tubo capillare.
Tensione superficiale: La tensione superficiale è la proprietà della superficie di un liquido che lo fa comportare come una membrana elastica tesa. Nell'acqua, la tensione superficiale è dovuta alle forze di coesione più forti tra le molecole d'acqua rispetto a quelle tra le molecole di acqua e aria in superficie. Questo crea uno strato sottile e invisibile sulla superficie dell'acqua che agisce come una barriera, consentendo all'acqua di salire contro la gravità nei tubi capillari.
Quando queste tre forze agiscono insieme in un tubo capillare, l'effetto combinato fa sì che l'acqua salga verticalmente all'interno del tubo. Le forze adesive tra l'acqua e il vetro danno inizio al movimento verso l'alto, mentre le forze di coesione e la tensione superficiale aiutano a sostenerlo. L'altezza alla quale sale l'acqua è inversamente proporzionale al diametro del tubo, poiché le forze adesive e coesive diventano più dominanti nei tubi più stretti.
Questo comportamento dell’acqua nei tubi capillari ha implicazioni pratiche in vari settori, tra cui la biologia, dove svolge un ruolo nel movimento dell’acqua e dei nutrienti nelle piante, e nella tecnologia, dove l’azione capillare viene utilizzata in dispositivi come penne a inchiostro e stoppini.