Diskussion:Kapillarität (Kapillareffekt)

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Einleitung

Der erste Satz sollte lauten: Kapillarität ist das Vermögen einer Flüssigkeit , zu ... (nicht signierter Beitrag von 217.225.138.134 (Diskussion) 18:06, 4. Dez. 2010 (CET))

finde ich auch, du hast recht (über mir). "verhalten" ist zu abstrakt, vermögen ist jedoch konkreter und zutreffender, denn vermögen bezeichnet sowas wie eine proportion zwischen den begriffen, kappilarität und das aufsteigen. -- (nicht signierter Beitrag von 91.16.198.104 (Diskussion) 17:47, 7. Mai 2011 (CEST))

Kapillarität ist das Vermögen einer Flüssigkeit, in engen Röhren zu steigen? Find es schon richtig so wie es jetzt ist, das Verhalten aller Flüssigkeiten als Kapillarität zu bezeichnen. Ob der Pegel steigt oder sinkt wird dann durch Kapillaraszension/ Kapillardepression bezeichnet sitic 18:52, 5. Dez. 2010 (CET)

Randwinkel

Vielleicht könntest Du noch angeben, wie Du auf den Randwinkel kommst.

Effekte

In diesem Abschnitt wird gesagt, dass Wasser die Glasfläche benetzt. Weiter unten bei den Beispiele steht, dass man mit Tinte nicht auf Glas schreiben kann, weil sie das Glas nicht benetzt. Sie besteht aber hauptsächlich aus Wasser. Wie kann man diesen Widerspruch auflösen? (nicht signierter Beitrag von 194.230.95.2 (Diskussion) 12:14, 27. Mär. 2015 (CET))

Kapillareffekt bei Bäumen

Kommentar Zitierung aus:
"Blutender-Birken-Baumstumpf - 06.04.18 (Betula) - Baumbestimmung"
https://www.youtube.com/watch?v=R3v9f5aUgeg&lc=Ugz9zywElzGFjOMTN8J4AaABAg
Eingehender Kommentator ist mit Zitierung einverstanden (Urheberrechte werden nicht verletzt)!

Dieser Effekt das Wasser aus dem Baumstumpf hoch steigt nennt sich "Kapillareffekt". Das ist die allgemeine Neigung das Flüssigkeiten enge Röhren der Gravitation entgegen hoch steigen und das ist unabhängig von der Photosynthese, geschieht also auch bei Baumstümpfen. Das kann man auch zu Hause mit engen Rohren, z.B. Strohalmen oder ähnlichen, beobachten wenn man diese ein Stück in ein Wasserbad Taucht. Ohne diesen Physikalischen Effekt wäre ja auch generell die Wasserversorgung in den Baumspitzen gar nicht möglich.
....
Soweit ich das aufgeschlossen habe geschieht das nur über die stets nach oben hin verjüngenden "Konischen" (kegelförmig) verlaufenden Adern (Röhrchen). Auch im Frühjahr findet in der Krone eine, wenn auch geringer, Verdunstung statt durch die wiederum das ganze stets weiter "Saugen" tut. Ein Wasserdruck von unten entsteht da in dem Sinne jedenfalls gar nicht, das basiert wirklich nur auf Saugwirkung.

Du kennst vielleicht denn Trick wenn mein ein großes Wasserbehältnis mit einen Schlauch entleeren will, da muss das eine Ende welches aus dem Behältnis ragt tiefer als der Boden des Behältnisses liegen damit nach dem ansaugen das Wasser weiter fließt. So in der Art wird das bei den Kronen Ästen, die sich ja auch nach unten hin krümmen, wohl auch funktionieren.


Liege er damit einiger maßen richtig?
--91.96.18.52 20:09, 16. Sep. 2018 (CEST)

Nöö. Diese Kohäsionstheorie wird zwar schon über 100 Jahre kontrovers diskutiert und gilt als anerkannt, aber das macht sie nicht weniger unsinnig. Wie sollten denn sonst in großen Höhen saftige Früchte wachsen und warum bräche das System nicht zusammen, wenn man die Pflanze oben verletzt? Die Theorie besagt, dass zwar in dicken Röhren dieser Transpirationssog bei 10m Höhe begrenzt sei, aber bei >10m eine nur in dünnen Röhren auftretende Kohäsion der Wassermoleküle auftrete, die das Wasser wie einen Faden werden lasse. Bei Transpirationssog habe ich eine Quelle genannt, die diese Theorie widerlegt. Osmose kann hingegen die Förderhöhe erklären.--Ulf 22:03, 1. Okt. 2019 (CEST)

Verjüngung und Kapillardepression

Im Text heißt es: "In einem sich verjüngenden Rohr treibt die Oberflächenspannung einen Flüssigkeitsfilm in Richtung des kleineren Durchmessers, was bei einer Pipette die Entleerung befördert."

Ich vermute, das trifft nur auf Systeme zu, die Kapillaraszension zeigen, oder? -- Pemu (Diskussion) 12:32, 18. Jun. 2019 (CEST)

...und ich vermute TF, denn an anderer Stelle heißt es, dass der Effekt am Ende der Kapillare zum Erliegen kommt.--Ulf 22:04, 1. Okt. 2019 (CEST)

Kapillarität vs. Kapillareffekt

Das physikalische Konzept "Kapillarität" (Verhalten deformierbarer Grenzflächen zwischen zwei nicht mischbaren fluiden Phasen; Definition von De Gennes) sowie "Kapillareffekt" (Bewegung von Menisken in Kapillaren und Spalten) sind zwei verschiedene Dinge und sollten in separaten Artikeln behandelt werden. Im Falle des Kapillareffekts spielt die Benetzbarkeit der Kapillaroberfläche mit den fluiden Phasen eine entscheidende Rolle. Ich werde mich darum kümmern, kann aber noch dauern.

Viele Grüße

Espresso robusta --Espresso robusta (Diskussion) 18:26, 30. Okt. 2022 (CET)

Das ist ja sehr interessant. Danke, dass Du Dich damit beschäftigst.

Ich hatte mich schon gefragt, was Kapillarwellen mit Kapillaren zu tun haben ..

Kannst Du Dir erklären, wie es zur Verwendung dieser offenbar doch sehr eng verwandten Begriffe für zwei recht unterschiedliche Phänomene kommt?

In beiden Fällen geht es ja offenbar um die Grenzflächen zweier Fluide, doch beim Kapillareffekt (in "Kapillaren") scheint ja, wie Du auch schreibst, die Interaktion der Flüssigkeit mit der Oberfläche eines Feststoffs die entscheidende Rolle zu spielen.

Im Artikel wird übrigens die "Kapillarkondensation" noch nicht erwähnt. Das Lemma leitet momentan auf Adsorption#Physikalische_Adsorption weiter. Soweit ich weiß spielt Kapillarkondensation u.a. im Feuchtigkeitsaustausch zwischen der Raumluft und porösen Baumaterialien in der Bauphysik eine große Rolle. Falls Du hierzu etwas im Artikel einfügen könntest, würde ich mich freuen.

Vielleicht magst Du Dir sogar auch einmal Xylem#Der_Wassertransport, Transpirationssog und Wassertransport in Pflanzen anschauen.

Ist es plausibel, dass die "Kapillarkraft", die eine 100 Meter hohe Wassersäule im Xylem eines ebenso hohen Baumes hebt, alleine im obersten Bereich der Kapillare erzeugt wird, da nur dort Wassser und Luft eine Grenzfläche bzw. Oberfläche bilden, während der Rest der Wassersäule durch Kohäsion nachgezogen wird?

Müsste es dann nicht genauso möglich sein, eine ebenso hohe Wassersäule durch eine gewöhnliche Saugpumpe anzuheben? Soweit ich weiß, gelingt dies aber wohl nur mit einer bis zu rund 10 Meter hohen Wassersäule, da sich dann eben Vakuum- oder Wasserdampfblasen bilden und den Transport unterbrechen.

Es ist mir noch nicht ganz klar, warum die Kohäsion der Wasserteilchen untereinander in einem Kapillarröhrchen die Blasenbildung verhindern, in einem Saugrohr mit größerem Durchmesser aber offenbar nicht.

erneut vielen Dank & beste Grüße,

Kai Kemmann (Diskussion) - Verbessern statt löschen - 02:47, 1. Nov. 2022 (CET)

PS: Ich entdecke gerade, dass in Wasserhaushalt der Pflanzen#Übersicht der osmotische Druck statt der Kohäsion als Aufstiegskraft genannt wird und das Ulf weiter oben auch bereits Zweifel daran geäußert hatte.

Andererseits ist in Wassertransport_in_Pflanzen#Wassertransport_und_-abgabe die Rede davon, dass "gasfreies Wasser" in "Experimenten in einem Glasröhrchen [...] Unterdrücken von bis zu −30 MPa" standhielt. Diese Angabe wird gleich anschließend wieder relativiert, da das Wasser in pflanzlichen Kapillaren eben nicht gasfrei sei.

Etwas verwirrend das Ganze .. (nicht signierter Beitrag von KaiKemmann (Diskussion | Beiträge) 09:48, 1. Nov. 2022 (CET))

Hallo, vielen Dank für die ausführliche Antwort. Es scheint in der Tat so zu sein, dass der Begriff "Kapillarität" auch in den betreffenden wissenschaftlichen Communities etwas elusiv verwendet wird. Einerseits gibt es die in der Grenzflächenphysik akzeptierte Definition von de Gennes et al., dass "Kapillarität" das Verhalten deformierbarer Grenzflächen zwischen zwei fluiden Phasen ist. Auf der anderen Seite wird "Kapillarität" oder "Capillarity" synonym für "Kapillareffekt"/"capillary rise" verwendet. Damit habe ich im Prinzip kein Problem, aber es ist meines Erachtens didaktisch sehr anspruchsvoll, das alles in einen Artikel zu packen. Deshalb mein Vorschlag, "Kapillareffekt" als das Verhalten von Menisken in Kapillaren und Spalten vom allgemeinen grenzflächenphysikalischen Konzept "Kapillarität" zu trennen. In einen Artikel zum Thema "Kapillareffekt" könnte eine Diskussion der Lucas-Washburn-Gleichung integriert werden. In einen Artikel "Kapillarität" könnte man die folgenden Punkte erwähnen oder einbauen: Kelvin-Gleichung, Laplace-Gleichung, Kapillarwellen, Thermokapillarität und Marangoni-Effekt, Solutokapillarität, Koaleszenz von Tropfen, Elektrokapillarität etc. Wo man hier "Kapillarkondensation" verortet, wäre in der Tat zu diskutieren - in der englischsprachigen Wikipedia gibt es einen ausführlichen eigenen Artikel dazu, was wahrscheinlich auch hier am sinnvollsten wäre (aber Arbeit macht).

Was die Bäume angeht: beim Durchscrollen habe ich gesehen, dass sich Edward Yu. Bormashenko in seinen Büchern zu diesem Thema äußert (siehe Benetzung#Literatur, die Bücher sind über die Wikipedia-Library zugänglich). Ich bin leider noch nicht dazugekommen, mir das genau anzuschauen, aber in "Wetting of Real Surfaces" heisst es auf S. 30f: "Capillary rise is responsible for plenty of natural and technological phenomena; however, it is usually illustrated by an effect to which it is not related. It is a widespread myth that capillarity is responsible for the sap rise in tree capillaries. (...) The mechanism of water rise in trees is still not understood fully today; however, it is generally accepted that water is pulled from the roots to the leaves by a pressure gradient arising from evaporation of water from the leaves. Negative pressures as high as −100 atm were registered in plants [41]." Es gibt diverse Literatur hierzu - ich vermute, dass hier die Kapillardurchmesser eine entscheidende Rolle spielen und ausserdem die Vorgänge am oberen Ende der Kapillaren in den Bäumen, da der Meniskus bzw. das obere Ende der Flüssigkeitsäule an den oberen Enden der Kapillaren irgendwie fixiert sein müssen.

Viele Grüße

Espresso robusta--Espresso robusta (Diskussion) 17:54, 1. Nov. 2022 (CET)

Vielen Dank für das Zitat, das die Sachlage auf den ersten Blick etwas zu klären schien. Wenn ich darüber nachdenke, kommt mir die Aussage aber doch fragwürdig vor.

Ich war eigentlich bislang davon ausgegangen, dass Transpirationssog lediglich ein griffiger Begriff für einen kapillaren Flüssigkeitstransport sei, der durch die Transpiration zu einem kontinuierlichen Prozess wird bzw. durch sie gesteuert würde: Solange die Spaltöffnung der Pflanze geöffnet ist, verdunstet die Flüssigkeit vom oberen Rand der Kapillare und der Kapillareffekt läßt weiteres Wasser aufsteigen, indem Wassermoleküle nachrücken, die ja offenbar stets bestrebt sind, den oberen Rand der Kapillare zu erreichen.

".. a pressure gradient arising from evaporation of water ..", also ".. ein Druckgefälle bzw. -gradient durch die Verdunstung von Wasser .." klingt nun aber ja so, als sei die Verdunstung tatsächlich für die Ausbildung eines Sogs ursächlich, der das Wasser über eine gewaltige Höhe zu heben vermag.

Welches Phönomen würde aber den verdunstenden Molekülen die Möglichkeit verleihen, auf die in der Flüssigkeit verbleibenden Moleküle eine solche Kraft auszuüben?

Wie Ulf oben anmerkte, steigt das Wasser in den Kapillaren der Pflanzen ja auch nicht nur auf, um zu verdunsten, sondern es muss von der Pflanze natürlich auch aus dem kapillaren Wasserleiter entnommen werden, um es für Stoffwechsel- und Wachstumsprozesse zu verwenden und gelegentlich sogar, um im Rahmen der Guttation Tropfen auf der Blattoberfläche zu bilden, die dann dort verdunsten oder abtropfen. Letzteres habe ich vor einigen Jahren bei einer 20 Meter hohen Birke selber erlebt, unter der es eines Tages im Mai begann zu regnen.

Durch die verschiedenen raffinierten Methoden des Membrantransports sind die Pflanzen möglicherweise in der Lage, aus dem aufsteigenden Wasser zunächst Mineralstoffe zu extrahieren, mit deren Hilfe den Kapillaren dann anschließend wiederum durch Osmose Wasser entnommen werden kann.

So zumindest meine laienhafte Idee von den hypothetischen Vorgängen in den pflanzlichen Gefäßen. Ob der osmotische Sog tatsächlich in der Lage ist, den Kapillarsog in 100 Metern Höhe auszubalancieren, weiß ich nicht. Aber vielleicht hat die Pflanze ja noch andere Möglichkeiten, Wassermoleküle durch die Zellwände zu schleusen ..

beste Grüße, Kai Kemmann (Diskussion) - Verbessern statt löschen - 00:23, 7. Nov. 2022 (CET)

Verschiebung

Da sich auf dieser Diskussionseite (siehe oben) sowie hier (QS-Diskussion) kein Widerspruch erhoben zu haben scheint, verschiebe ich diesen Artikel nach "Kapillareffekt", setze eine BKS auf und füge dann noch BKHs ein. Ein neuer Artikel Kapillarität (Oberflächenphysik) folgt. Viele Grüße --Espresso robusta (Diskussion) 14:07, 9. Sep. 2023 (CEST)