Como se explica a ascensão capilar? Que relação existe entre a altura da ascensão capilar e a tensão superficial?

A imagem mostra o efeito da capilaridade.
Ao introduzirmos um tubo capilar em um líquido observamos ele subir através do tubo, isso ocorre pois as moléculas do líquido, que estão sobre força de coesão (atração entre as moléculas), vão ser atraídas pelas moléculas da parede do tubo, fazendo com que o líquido suba através do tubo capilar. Essa atração que acontece entre as moléculas diferentes recebe o nome de adesão.
Os tubos capilares levam esse nome por serem semelhantes a um fio de cabelo, nestes tubos ocorre o fenômeno de capilaridade, dependendo da sua utilização ou aplicação eles podem ser feitos de diferentes materiais como cobre, vidro, ligas de metal, etc. Quanto mais fino for o tubo maior é o efeito.
Levando em consideração o caso em que o tubo capilar é de vidro e o líquido é a água, a força de adesão entre as superfícies da água e do vidro é maior que a força de coesão das moléculas de água, então a água vai aderir ao tubo capilar formando uma curvatura côncava, esta curvatura em virtude da tensão superficial suporta que a água do tubo fique acima do nível existente no recipiente.
Já no caso em que o líquido é o mercúrio, a força de coesão entre as moléculas de mercúrio é superior a força de adesão entre o vidro e o mercúrio, sendo assim o mercúrio não vai aderir ao tubo de vidro, formando uma curvatura convexa, esta curvatura em virtude da tensão superficial é responsável pelo líquido descer no tubo.

Quando há aderência do líquido no sólido, é formado no interior do tubo de raio pequeno um menisco côncavo, que causa a ascensão do líquido no tubo. Caso ocorra uma repulsão entre o líquido e o sólido, forma-se no interior do tubo capilar um menisco convexo, que gera a depressão do líquido no tubo.

A relação entre a ascensão ou depressão capilar (h), com a tensão superficial (y), do líquido é dada por: h= 2γcosθ/ρgR, onde (ρ) é a massa específica do líquido, (g) a aceleração da gravidade, (R) o raio interno do tubo capilar e (θ) é o ângulo de contato entre o menisco do líquido e a superfície interna do tubo.