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毛细现象水为什么会向上爬

毛细现象水为什么会向上爬

表面张力产生的一个重要现象是毛细现象.也就是说浸润液体在细管里上升,不浸润液体在管里下降.我们可以很容易做一个小试验来观察这种现象.把细玻璃管放入盛水的槽中,这时水很快从细玻璃管中上升,管中的水平面比水槽中水平面还要高,管子越细,上升越高,并且管中水面是凹形的.若水槽中放的是水银,情况则恰恰相反,管中液面低於水槽中水银的平面.浸润液体为什么能在毛细管中上升呢?原来,浸润液体与毛细管内壁接触时,引起液面凹形,而表面张力是沿帆早着液面切向作用的,所以沿着管壁作用的表面张力形成一个向上的合力,使得管内液体上升,直到表面张力的向上拉引作用和管内升高的液柱重量相等为止.同样的道理,对不浸润液体,毛细管壁的表面张力的合力方向向下,使管内液体下降.我们平常所见到的用毛巾擦汗、粉笔吸干纸上墨水等现象都可用毛细现象来说明,毛巾、棉花、粉笔、土壤等物体,内部有许多小细孔,起着毛细管作用.在酒精中,用棉线作灯芯,可以使酒精沿灯芯上升;而若用丝线来作灯芯,可能点不着酒精灯.这是因为酒精不能浸润丝线,在丝线灯芯中酒精是下降的.毛细现象对植物生长也具有很重要的意义,它们所需要的养分和水分就是由根、叶子和茎中的小管从土壤中吸上来,输送到绿叶里的.这就象不停止的抽水机,不知疲倦地把水分、养分送到植物的每一个细胞.另外,土壤中有很多毛细管,地下的水分沿着这些毛细管上升到地面蒸发掉.如果要保存地下的水分来供植物吸收,就应当锄松表面的土壤,切断这些毛细管,减少水分的蒸发.所以农民常在雨后给庄稼松土,来保持水分.利用毛细现象,人们还生产出各种钢笔、签字笔和彩色水笔.当用它们在纸上书写时,纸马上显现出字迹来,这是我们平日所见惯了的,但却很少有人想到,为什么写字的时候,墨水会源源不断地出来,而不写字的时候,它就不跑出来?现在我们已经知道,这是依靠钢笔身上一系列毛细槽和笔尖上的细缝,把笔胆内的墨水输送到笔尖;而签字笔和彩色水笔的笔尖是与一根细长的管子相连,管内壁有吸满了墨水的棉卷,有的彩色水笔笔尖也是用含多个毛细孔的材料做的.写字时,笔尖一碰到纸,墨水就附着在纸上,并在纸上面留下字迹.当不写字的时候,墨水为什么不流出呢?我们仍可做另一实验来解释.把一块硬纸板盖在盛上水的玻璃杯上(杯内不必装满水),按住纸板,迅速将杯子倒过来,并把手从硬纸板上移开.帆睁此时,发生一奇怪现象:硬纸板停在原处,水仍留在杯内不流出来.难道一杯水的重量推不动一张纸吗?不是的.这是由於大气压强与水的表面张力共同作用的结果.当把玻璃杯倒置后,水柱有些下降,这就减小了杯内的气压,水柱顶部与底部之间的压力差克服了水柱本身的重量而使杯内的水流不出来;水与纸片和水与玻璃之间的表面张力也使态轿岁纸板保持在原来的位置上.不写字的时候,笔内的墨水不流出来的道理也是一样的.