Zjawiska kapilarne – szereg zjawisk związanych z zachowaniem par i cieczy, a pojawiających się dla wielu obiektów o małym wymiarze charakterystycznym (np. rurki kapilarne, porowate powierzchnie) i silnie zależne od tego wymiaru, przy kącie zwilżania powyżej 90 stopni. W zależności od kąta zwilżania zjawisko może się pojawiać lub zanikać, promień rurki kapilarnej ma wpływ na wysokość podsiąkania.
Opis fizyczny
W stanie równowagi cieczy w rurce ciężar słupa cieczy jest równoważony przez siły napięcia powierzchniowego.
Siła ciężaru słupa wody w kapilarze o przekroju kołowym:
Siła napięcia powierzchniowego wody tuż przy ściance:
Powierzchnia wody tuż przy ściance tworzy ze ścianką kąt θ. Pionowa składowa tej siły równoważy siłę ciężaru cieczy, z czego wynika wysokość podciągania kapilarnego:
Przepływ wody w naczyniach roślin – zjawiska kapilarne umożliwiają rośnięcie drzew na wysokość większą niż 10m (bez zjawiska kapilarnego słup wody w naczyniach ulegałby przerwaniu).
Nasiąkanie tkanin, bibuły, papieru, pieluszek itp. – ciecz utrzymywana jest pomiędzy gęsto umieszczonymi cienkimi włóknami za pomocą sił kapilarnych.
Kapilarność w hydrogeologii
Pory gruntu tworzą naczynia kapilarne, w których woda podnosi się ponad zwierciadło wody podziemnej. Wysokość podnoszenia zależy bezpośrednio od frakcji gruntu (mniejsze ziarna tworzą kanaliki o mniejszej średnicy). Rozróżniamy kapilarność czynną i bierną.
Kapilarność czynna to wysokość, na jaką woda podnosi się ponad poziom zwierciadła wody podziemnej przy podsiąkaniu od dołu
Kapilarność bierna to wysokość, na jakiej woda utrzymuje się ponad poziomem zwierciadła wody podziemnej przy jego obniżeniu. Wówczas powstaje woda zawieszona w strefie aeracji – jest to tzw. „woda kapilarna zawieszona”.