Feature Sains: Mengapa Air Naik Lebih Tinggi di Pipa yang Lebih Sempit?

Feature sains — Air dapat naik di dalam pipa kaca yang sangat sempit meskipun tidak ada pompa. Peristiwa ini disebut aksi kapiler dan muncul dari gabungan gaya tarik antara molekul air, interaksi air dengan dinding pipa, serta tegangan permukaan.

OpenStax membedakan kohesi, yaitu tarikan antarmolekul cairan, dari adhesi antara cairan dan permukaan lain. Pada pasangan air dan kaca, adhesi membantu air membasahi dinding sehingga permukaannya membentuk meniskus cekung.

Tegangan permukaan bekerja sepanjang garis pertemuan cairan dan dinding. Komponen gayanya yang mengarah ke atas dapat menahan kolom air sampai berat kolom itu mencapai keseimbangan dengan gaya kapiler.

Semakin kecil jari-jari pipa, semakin besar perbandingan keliling tempat gaya permukaan bekerja terhadap luas kolom air. Karena itu, dengan cairan dan bahan pipa yang sama, air dapat mencapai posisi lebih tinggi pada pipa yang lebih sempit.

Hasilnya tidak selalu berupa kenaikan. OpenStax menjelaskan bahwa cairan seperti merkuri pada kaca mempunyai sudut kontak berbeda dan dapat mengalami penurunan permukaan; arah gerak bergantung pada pasangan bahan, bukan hanya ukuran pipa.

Aksi kapiler juga terlihat ketika air meresap ke tisu atau bergerak melalui celah kecil. Pada tumbuhan, pergerakan air jauh lebih kompleks karena turut melibatkan jaringan xilem, transpirasi, dan perbedaan tekanan, sehingga tidak tepat dijelaskan oleh kapilaritas saja.

Diagram utama menghitung ketinggian air pada pipa kaca untuk beberapa diameter dengan asumsi tertentu. Gambar itu membantu melihat hubungan ukuran dan tinggi, tetapi angka nyata dapat berubah karena suhu, kebersihan permukaan, sudut kontak, dan sifat cairan.

Sumber: OpenStax, “Cohesion and Adhesion in Liquids: Surface Tension and Capillary Action”, https://openstax.org/books/college-physics-2e/pages/11-8-cohesion-and-adhesion-in-liquids-surface-tension-and-capillary-action ; NASA, “CapiSorb Visible System”, https://www.nasa.gov/ames/space-biosciences/capisorb-visible-system/ . Diakses 13 Oktober 2026.

Catatan editorial dan foto: tulisan ini merupakan feature sains evergreen. Diagram oleh Hermann Luyken, 17 Juni 2014, dari https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2014.06.17_Water_height_capillary.jpg dengan dedikasi CC0 1.0 (https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/). Perubahan: diperkecil dan dikonversi ke JPEG.