Fiziğin Büyüsü: Yüzey Gerilimi ve Kılcallık Nedir?

Kısaca yüzey gerilimi, sıvı molekülleri arasında birbirlerine tutunmalarını sağlayan güçtür.  Yüzey gerilimini oluşturan etmenler adezyon ve kohezyondur. 

Herhangi bir yüzeyde bulunan sıvı damlacıklarının topaklanmış bir yapıda olduğunu veya bazı böceklerin su üzerinde yürüdüğünü görmüş olmanız muhtemel. İşte bunun sebebi tamamen yüzey gerilimini oluşturan adezyon ve kohezyon. Şimdi bu kavramların ne demek olduğuna bakalım.

• Adezyon: İki farklı cinsteki molekülün birbirine tutunmasını, daha doğrusu yapışmasını sağlayan çekim gücüdür. Genelde katı-sıvı moleküller arasında olur. Örnek olarak sağanak yağmur esnasında su damlalarının cama yapışması verilebilir.
• Kohezyon: Kohezyon ise aynı cinsteki moleküllerin birbirlerine çekim kuvveti uygulamasıdır. Su damlalarının topak yapıda dağılmadan kalmasını örnek verebiliriz.

Yüzey Gerilimi

Yuzey gerilimi, su yüzeyinin kohezyon etkisiyle bir zar gibi davranması durumudur. Sıvı yüzeyinde zar benzeri bir tabaka oluşturur. Oluşan bu zarımsı tabakanın üzerinde belli ağırlığa kadar cisimler durabilir. Birkaç yüzey gerilimi örneği;

• Su üzerinde yüzen böcek
• Suda yüzen yaprak
• Sudan çıkarılan fırçanın kıllarının yapışması

Yüzey Gerilimini Etkileyen Bazı Faktörler

• Yoğunluk: Sıvı yoğunluğu arttıkça yüzey gerilimi artacaktır.
• Sabun: Sabun gibi bazik ürünler yüzey gerilimini azaltmakta işe yararlar.
• Ortam Sıcaklığı: Sıcaklık arttıkça yüzey gerilimi azalacaktır. 
• Sıvı Cinsi: Sıvıların cinsine göre yüzey gerilimi değerleri değişir.

Kılcallık Kavramı

Bahsettiğimiz adezyon ve kohezyonun gücüyle, sıvının borularda yükselme veya alçalması “kılcallık” olarak adlandırılır. Bunu, su dolu bir bardağa ince ve cam bir boru batırarak deneyebilirsiniz. Su, az da olsa cam boru içinde yükselecektir. Bu durum su ve cam arasındaki adezyon gücünün, su molekülleri arasındaki kohezyonun gücünden fazla olmasından dolayıdır. 

Benzer bir deneyi cıvayla yapacak olursanız tam tersi bir durum göreceksiniz. Bunun sebebi ise cıva molekülleri arasında bulunan kohezyon kuvvetinin, cam ile cıva arasındaki adezyon kuvvetinden büyük olması. Bazı kılcallık örnekleri;

• Gaz lambasının içindeki gaz yağının fitil üzerinde yükselişi
• Süngerin suyu çekmesi
• Şekerin ucunu azıcık ıslatınca tamamının ıslanması