Kapillarkräfte
Kapillarkräfte sind die Kräfte, die auf eine Flüssigkeit wirken, wenn sie mit dünnen Röhrchen (Kapillaren) oder winzigen Spalten in Festkörpern in Berührung kommt. Sie bewirken, dass die Oberfläche der Flüssigkeit am Festkörper haftet.
Wenn man ein dünnes Glasröhrchen (eine Kapillare) ins Wasser taucht, kann man beobachten, wie das Wasser entgegen der Schwerkraft in diesem Röhren steigt. Dieses Phänomen hast du vielleicht schon einmal beim Arzt beobachtet, wenn er dir in den Finger gestochen und das Blut mit einem Glasröhrchen aufgenommen hat.
Die molekularen Kräfte, die da am Werk sind, nennt man Kapillarkräfte. Es sind eigentlich zwei verschiedene Kräfte am Werk:
- Die Kohäsionskräfte (das Wort "Kohäsion" stammt vom lateinischen "cohaerere", was "zusammenhängen" bedeutet) bewirken, dass die Flüssigkeit zusammen hält.
- Die Adhäsionskräfte (das Wort "Adhäsion" stammt vom lateinischen "adhaerere", was "anhaften" bedeutet) bewirken, dass die Flüssigkeit am Festkörper anhaftet.
Wenn nun die Adhäsion grösser ist als die Kohäsion, steigt eine Flüssigkeit im Glasröhrchen nach oben. Das funktioniert natürlich nur in einem sehr dünnen Röhrchen (eben einer Kapillare), da dort der grösste Teil der Flüssigkeitsoberfläche mit dem Glas - dem Festkörper - in Kontakt ist und die Kapillarkräfte somit grösser sind als die Schwerkraft der kleinen Flüssigkeitsmenge
Aber nicht nur in Röhrchen, sondern allgemein in sehr dünnen Spalten und Hohlräume funktioniert dieses Haftprinzip. Das machen sich Insekten zunutze, indem sie an ihren Füssen kleine Flüssigkeitskissen haben. Wenn diese mit der Oberfläche von z.B. Blättern in Berührung kommen, kleben sie sich in den winzigen Einbuchtungen der Blattoberfläche fest, und das Insekt kann darauf laufen, ohne herunterzufallen.
Doch auch hier gilt: Das funktioniert bei Insekten, weil sie sehr klein sind und die Kapillarkräfte somit grösser sind als die Schwerkraft. Bei uns Menschen funktioniert das leider nicht, wir sind zu schwer - Spiderman würde also in der Realität ganz schön auf die Nase fallen.