Vedeliku ja gaasi piirpinna lähemaks uurimiseks vaatleme kõigepealt vihmapiiska. Kui õhk, mis sisaldab piisavalt veeauru ja kondensatsioonituumi, on piisavalt jahtunud (ptk Kastepunkt), tekivad piisad, mis võivad õhuvooludes hõljuda, aga võivad ka sademetena alla langeda. Kuid mis hoiab vihmapiiska koos?

Vastus on lihtne: kõiki vedelikukoguseid hoiavad koos molekulaarjõud. Piiskades toimivad need jõud sarnaste osakeste vahel (näiteks elavhõbedatilgas või vihmapiisas), neid nimetatakse kohesioonijõududeks (ladina keeles: cohaereo - kokku kuuluma, tervikut moodustama).

Kui vihmapiisk jõuab aknale, siis hoiavad teda seal kinni jälle molekulaarjõud. Kuna klaasi ja vihmavee molekulid on erinevad, siis on tegemist adhesioonijõududega (ladina keeles: adhaereo - kinni hoidma, küljes rippuma).

Kohesioon ja adhesioon osalevad mitmetes huvitavates ja olulistes nähtustes: pindpinevus, vedelike voolamine torudes ja lahtistes voolusängides, tilkumine, märgumine, imbumine poorsetesse ja kiulistesse materjalidesse.

Meenutame, et faasidevahelisel (ptk Faasid) piirpinnal on tihti erilisi omadusi, seal toimuvad mitmed füüsikalised ja keemilised protsessid, ilmneb erinevaid nähtusi. Vihmapiisaski on vedeliku ja gaasi piirpinna molekulid täiesti erilises olukorras. Vedeliku sees on iga molekul ühtlaselt ümbritsetud naabritega ja seotud kohesioonijõududega, mis on keskmiselt võttes tasakaalus (resultantjõud on null). Piirpinnal on olukord teine. Väljaspool (gaasi poolel) on molekule väga vähe, tasakaal on rikutud ja seepärast mõjub pinnakihi molekulidele summaarselt tõmme ainult ühes suunas, sissepoole. See tekitab vedeliku pinnakihis teatava pinge, mida nimetatakse pindpinevusjõuks. Pindpinevust võrreldakse tihti põhjendatult venitatud (pingutatud) elastse kilega. Kui täispuhutud õhupalli pigistada, siis kummikile venib suuremaks. Kui pall uuesti lahti lasta, püüdleb ta tagasi minimaalse pindala poole, täpsemalt minimaalse potentsiaalse energia poole. Sarnaselt toimib ka vihmapiisk. Vee ja õhu piirpind on alati võimalikult väike. Muude mõjude puudumisel on vihmapiisk kerakujuline, sest kera on sama ruumala juures kõige väiksema pindalaga keha.

Vedelike pinnakihil on omadus kokku tõmbuda, olla võimalikult väikese pindalaga. Seda nähtust, pindpinevust, kirjeldab pindpinevusjõud. Kui suur on pindpinevusjõud ja millest ta sõltub?

Vaatleme nüüd ühte koolifüüsikas hästi tuntud pindpinevuse katset. Peenikesest traadist rõngas on vee all. Kinnitame rõnga külge tundliku dünamomeetri ja üritame rõngast ettevaatlikult läbi veepinna välja tõsta. Kui rõngas on juba osaliselt veepinnast kõrgemal, siis on dünamomeetrilt näha, et veepind „ei lase rõngast lahti”. Hea nägemise korral võib paljude veest välja tõstetavate esemete korral märgata, kuidas veepind venib teatud määral asjadele järele. Siin ilmutabki pindpinevusjõud end mõõdetaval moel. Puhta vee ja hea katsekorralduse juures on võimalik ära mõõta, et 15,9 cm läbimõõduga rõnga veepinnalt lahtirebimiseks toatemperatuuril on vaja jõudu umbes 73 mN ($F_p=0,073\text{N}$). Sellise läbimõõduga rõnga korral on katkirebitavat veepinda üks meeter ($l=1\text{m}$), pool meetrit rõnga siseküljel ja sama palju välisküljel. Pindpinevusjõud ühikulise pikkuse kohta kannab nime pindpinevustegur. Kui vesi ei ole puhas või on tegemist hoopis mingi teise vedelikuga, siis saame kirjeldatud katses ka teise jõu. Pindpinevustegur on vedelikku iseloomustav suurus, kõigil vedelikel ja lahustel erinev.

Katse kokkuvõttena võime kirjutada:

Vee pindpinevustegur (${\sigma }_{\text{vesi}}$) on 0,073 njuutonit meetri kohta. Pindpinevustegur kirjeldab jõudu ühikulise pikkuse kohta. Samas kirjeldab pindpinevustegur ka energiat ühikulise pinna kohta ja seega on tal võrdväärne ühik: džauli ruutmeetri kohta (J/m²). Seepärast kõneldakse mõnikord pinnaenergiast ja pindpinevuse piltliku seletamise jaoks on see isegi parem. Meenutame, et potentsiaalse energia miinimumi printsiip on üks füüsika üldprintsiipidest ja vastavalt sellele püüdleb ka vedeliku vaba pind minimaalse energia poole, st minimaalse pindala poole.

Tabel Vedelike pindpinevustegurid temperatuuril 20°C

Pindpinevusjõu $F_p$ ja pinnaenergia $E_p$ kohta võime seega öelda:

Kus $\sigma$ on pindpinevustegur, $l$ on vedeliku piirpinna pikkus ja $S$ on vedeliku pinna pindala.

Pindpinevusteguri määramise näites venis veepind koos rõngaga ülespoole, kui me rõngast veepinnalt tõstsime, aga tegelikult pole selleks vaja midagi tõsta. Samas nõus, kus katset tegime, võib märgata, kuidas vesi päris servas üsna vähesel määral „üritab mööda seina üles voolata”. Nähtust, kus vedelik tahket pinda mööda laiali valgub, nimetatakse märgamiseks. Ei ole raske märgata, et mitte alati ei märga vedelik tahket ainet. Märgumatust ainest anuma ja vedeliku kokkupuutepiiril ei kõverdu vedeliku pinnakiht mitte üles, vaid alla. See, kas vedelik märgab pinda või mitte, sõltub adhesiooni- ja kohesioonijõudude suhtest.

Märgamine horisontaalsel pinnal lebava tilga korral. Ülemisel pildil on vedelik märgab, alumisel ei märga pinda.

Üsna ilmekas on märgamist jälgida horisontaalsel pinnal lebava väikese vedelikutilga korral. Gaasi ja vedeliku piirpind moodustab tahke alusega nurga (Θ), mida mõõdetakse vedeliku seest ja nimetatakse märgamisnurgaks. Kui vedelik valgub alusel laiali (märgamine), on tilk lame, märgamisnurk on teravnurk. Nii käituvad näiteks kondensaaditilgad külmal pudelil (joonis 1.4.2.). Ideaalse märgamise korral vajuks vedelik alusele täielikult laiali, moodustades ühe molekuli paksuse kihi. Kui piisk võtab alusel pigem kera kuju (mittemärgamine), on märgamisnurk nürinurk. Tihti käituvad nii hommikused kastetilgad. Piisad pudelil ja taimelehel tekivad mõlemad õhu veeaurust, erinev kuju tuleb tahke pinna erinevusest, täpsemalt adhesioonijõudude erinevusest. Päris kerakujulist piiska ei saa isegi ideaalse mittemärgamise korral. Piisad on raskusjõu tõttu siiski veidi lapikud, mida suuremad, seda enam.

Pindpinevuse ja märgamisega on seotud palju igapäevaseid nähtusi, nagu vee imbumine poorsetesse materjalidesse, vee liikumine pinnases ja taimedes jpm. Vedelike omadust tungida peenikestesse vahedesse, kiudude vahele, pooridesse nimetakse kapillaarsuseks. Vaatleme kapillaarsuse näitena vee käitumist peenikeses püstises klaastorus, kapillaaris. Pole raske märgata, et klaasi ja vee puutepiiril tõuseb vesi veidi mööda klaasi üles. Piisavalt peenikeses vette pistetud torus (joonis 1.7.5.) saavad need veepinna serva kumerdumised keskel kokku. Toru sees tõuseb veepind ümbritsevast veest kõrgemale ja hoiab ligilähedaselt sfäärilist kuju. Vedelikusamba lahtise pinna kõverdunud kuju nimetatakse meniskiks. See tekib kõigis torukestes, pipettides, voolikutes, väikestes mõõtnõudes jm. Paljud inimesed vaatavad värvitud piirituse meniskit oma õuetermomeetri paisumistorus iga päev, aga väiksuse tõttu märgatakse seda harva. Luupi appi võttes on hästi näha sedagi, et elavhõbetermomeetris kõverdub menisk teistpidi, sest elavhõbe klaasi ei märga.

Küsime nüüd, millest sõltub ja kui suur on kapillaartõus? Otsapidi vette pistetud peenikese klaastoru sees tõuseb vesi ümbritsevast veepinnast kõrgemale. Kui kõrgele tõuseb veesammas teatud läbimõõduga klaaskapillaaris?

Kui vesi on kapillaari tõusnud ja püsib seal paigal, siis on tegemist jõudude tasakaaluga. Allapoole suunatud raskusjõud ($F_r$) on tasakaalus pindpinevusjõuga ($F_p$). Võib öelda, et vee menisk ripub tänu märgamisele servapidi klaasi küljes.

Arvestame, et

ja

Avaldame silindrilises kapillaaris oleva vee massi tiheduse (TeX parse error: Missing superscript or subscript argument) ja vedelikusamba mõõtude ($h$, $d$) kaudu, vee ja klaasi puutepiiri pikkuse toru läbimõõdu ($d$) kaudu ning saame (asendades ja teisendades) kapillaartõusuks:

Kirjeldatud mudel ei ole kuigi täpne. Näiteks arvestasime ülihea märgamisega praktiliselt nullkraadise märgamisnurgaga, mis vee ja klaasi korral muidugi nii ei ole. Ometi annab saadud valem kapillaartõusust hea ettekujutuse. Vedelikud tõusevad kõrgemale peenemates kapillaarides ja suurema pindpinevusteguri korral. Muidugi vähendab kapillaartõusu vedeliku suurem tihedus. Ehitusinsenerid väidavad, et sobivate tingimuste korral võib kapillaartõus näiteks betooni poorides ulatuda kümne kilomeetrini. Kapillaarsusega ja aurustumisega seondub vee ja lahuste  liikumine taimedes, pinnases ja ehitusmaterjalides.

Tuletame meelde, et pindpinevust juhivad kohesioonijõud, märgamist aga adhesiooni ja kohesioonijõud koos. Seega on märgamine keeruline ja mitmetahuline nähtus, sõltub nii vedeliku kui tahkise omadustest ja on tundlik vedeliku lisandite ning pinna puhtuse suhtes. Oma osa mängib temperatuur ja aurustumine. Kapillaartõus on küll märgamisega seotud, aga see pole siiski sama nähtus. Hea märgamise korral tõuseb vedelik mööda anuma seina ka laias anumas, mitte ainult kapillaaris. Näiteks õlil ja petrooleumil on omadus mööda nõu seinu „üles ronida” ja nii väliskülg kui lauaplaat mõne päevaga üsna õliseks teha. Samamoodi käituvad alkohol ja kergemad kütused, mis aga aurustumise tõttu lausa pudeli välisküljele ei jõua.