A capacidade da água subir nos tubos capilares é devida a uma combinação de vários fenômenos físicos, incluindo adesão, coesão e tensão superficial. A compreensão destas forças permite-nos explicar porque é que a água se comporta desta forma.

Adesão: A adesão é a força de atração entre duas substâncias diferentes. No caso da água num tubo capilar de vidro, as moléculas de água são atraídas para a superfície do vidro devido à força adesiva mais forte entre a água e o vidro em comparação com as forças coesivas dentro da própria água. Essa atração cria uma superfície curva da água, conhecida como menisco, na interface entre a água e o copo.

Coesão: Coesão refere-se à força de atração entre moléculas da mesma substância. As moléculas de água têm uma forte força coesiva devido à sua natureza polar. Isso significa que as moléculas de água são atraídas e “grudam” umas nas outras. As forças coesivas entre as moléculas de água atuam contra a gravidade, fazendo com que a água suba no tubo capilar.

Tensão superficial: A tensão superficial é a propriedade da superfície de um líquido que faz com que ele se comporte como uma membrana elástica esticada. Na água, a tensão superficial surge devido às forças coesivas mais fortes entre as moléculas de água do que entre as moléculas de água e de ar na superfície. Isso cria uma camada fina e invisível na superfície da água que atua como uma barreira, permitindo que a água suba contra a gravidade nos tubos capilares.

Quando essas três forças atuam juntas em um tubo capilar, o efeito combinado faz com que a água suba verticalmente dentro do tubo. As forças adesivas entre a água e o vidro iniciam o movimento ascendente, enquanto as forças coesivas e a tensão superficial ajudam a sustentá-lo. A altura a que a água sobe é inversamente proporcional ao diâmetro do tubo, à medida que as forças adesivas e coesivas tornam-se mais dominantes em tubos mais estreitos.

Este comportamento da água nos tubos capilares tem implicações práticas em diversas áreas, incluindo a biologia, onde desempenha um papel na movimentação de água e nutrientes nas plantas, e na tecnologia, onde a ação capilar é utilizada em dispositivos como canetas de tinta e pavios.