毛细现象, 毛细管, 重定向至此, 關於毛细血管, 請見, 微血管, 毛細現象, 又稱毛細管作用, 是指液體在細管狀物體或多孔物體內部, 液體與物體間附著力, 因液體分子間內聚力而產生的表面張力, 組合而成, 令液體在不需施加外力的情況下, 流向細管狀物體或細縫的現象, 該現象可以令液體克服地心引力而上升, 此屬於一種液體界面現象, 蠟燭燃燒時, 体现了毛細作用, 常見的是液體和固體之間的附著力大於液體本身內聚力的情況, 布料, 維管束組織, 毛筆, 多孔物體吸水, 蠟油沿著棉線上升, 而毛細管本身則是內徑等於或小. 毛细管 重定向至此 關於毛细血管 請見 微血管 毛細現象 又稱毛細管作用 是指液體在細管狀物體或多孔物體內部 由 液體與物體間附著力 和 因液體分子間內聚力而產生的表面張力 組合而成 令液體在不需施加外力的情況下 流向細管狀物體或細縫的現象 該現象可以令液體克服地心引力而上升 此屬於一種液體界面現象 蠟燭燃燒時 体现了毛細作用 常見的是液體和固體之間的附著力大於液體本身內聚力的情況 如 布料 維管束組織 毛筆 多孔物體吸水 蠟油沿著棉線上升 而毛細管本身則是內徑等於或小於1毫米的細管 主要用於醫事檢驗及建築材料上 一般非專業人員反而較少見 註 植物根部吸收的水分能夠經由莖內維管束上升 除了利用毛細現象外 最主要的原因是蒸散作用 目录 1 水的毛細現象 2 汞的毛細現象 3 毛細現象應用 4 公式 4 1 推導 4 2 两块玻璃板之间的毛细管上升 5 参见水的毛細現象 编辑 由於表面張力與附著力的差異 水在毛細管中 中央較四周凹下 汞在毛細管中 中央較四周凸起 毛細管常被用來說明毛細現象 當垂直的細玻璃管底部置於液體中 例如水 時 管壁對水的附著力便會使液面四周稍比中央高出一些 直到液體表面張力已經無法克服其重量時 才會停止繼續上升 在毛細管中 液柱重量與管徑的平方成正比 但是液體與管壁的接觸面積只與管徑成正比 這使得較窄的毛細管吸水會比較寬的毛細管來得高 例如 一根管徑0 5毫米的玻璃細管 理論上能夠將水抬升2 8厘米 但實際觀察時其高度會略低些 汞的毛細現象 编辑在某些液體與固體的組合中 與毛細管吸水的狀況略為不同 例如細玻璃管與水銀 汞 汞柱本身的原子內聚力大於汞柱與管壁之間的附著力 故汞柱液面中央會稍比四周凸起 這和毛細管吸水的狀況恰為相反 毛細現象應用 编辑 化學上的薄板層析利用了毛細現象 紙巾透過毛細現象 將水充分吸收 在水文學中 毛細現象常用來解釋土壤對水的吸引力 在土壤中 水分會由較潮溼處移動到乾燥處 即是毛細現象所致 毛細現象也是眼淚能夠自眼睛不斷流出的必要因素 現今某些材質的運動衣料 會透過毛細現象吸汗 化學家常利用毛細現象來進行薄板層析 薄板色譜分析 自来水笔的笔管也是通过毛细现象维持笔头湿润 紙巾即是透過毛細現象吸收液體 其充滿細孔的材質使得液體能夠被紙巾吸收 海綿有非常多的細小孔洞 相當於毛細管 這使得海綿能夠吸收大量的液體 蠟燭芯將蠟引到火附近 公式 编辑液柱上升高度是 h 2 g cos 8 r g r displaystyle h 2 gamma cos theta over rho gr 此處 g 表面張力係數 8 接觸角 r 液體密度 g 重力加速度 r 細管半徑當8 gt 90度 這表示彎液面為凸面 同時h lt 0 表示流體在毛細管下降 即汞在玻璃管的情況 對於在海平面上 裝了水的玻璃管 g 0 0728 J m 2 8 20 r 1000 kg m 3 g 9 8 m s 2液柱高度為 h 1 4 10 5 r m displaystyle h approx 1 4 times 10 5 over r mbox m 根據此方程式 理論上在半徑1米的管中 水可以上升0 000 014米 因此極不容易被察覺 另外在半徑1厘米的管中 水可以上升0 14厘米 而在半徑0 1毫米的毛細管中 水可以上升140毫米 推導 编辑 方法一 考慮表面張力的力2 p r g cos 8 r g h p r 2 displaystyle 2 pi r gamma cos theta rho gh pi r 2 其中 表面張力引起的力為F 2 p r g displaystyle F 2 pi r gamma 而其垂直向上的部分為F cos 8 displaystyle F cdot cos theta 升起的液體部分的體積為V p r 2 h displaystyle V pi r 2 h 其重量 重力的作用力 為r V g displaystyle rho Vg 方法二 考慮流體內非常接近彎液面的點A和非常接近毛細管外表面的點B的壓力 按伯努利定律有 P 0 2 g R r g h P 0 displaystyle P 0 frac 2 gamma R rho gh P 0 其中 R為彎液面的半徑 R r cos 8 displaystyle R frac r cos theta P 0 P A P B displaystyle P 0 P A P B 則為大氣壓力 两块玻璃板之间的毛细管上升 编辑 层厚度 d 与高程高度 h 的乘积是常数 d h 常数 这两个量成反比 平面之间的液体表面是双曲线 两块玻璃板之间的水 参见 编辑浸润 虹吸 取自 https zh wikipedia org w index php title 毛细现象 amp oldid 75106236, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,