ABCD 粉筆中有許多細管，可以吸收水分。 車輪碾過地面，壓實土壤，毛細現(xiàn)象減弱，滲出水珠。植物從根部吸收水分運到頂部蒸騰，由毛細作用吸水補充，棉線與粉筆同理
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毛細作用 毛細作用，是液體表面對固體表面的吸引力。 [編輯本段]毛細現(xiàn)象 [編輯本段]現(xiàn)象與解釋 毛細管插入浸潤液體中，管內液面上升，高于管外，毛細管插入不浸潤液體中，管內液體下降，低于管外的現(xiàn)象。毛巾吸水，地下水沿土壤上升都是毛細現(xiàn)象。 在潔凈的玻璃板上放一滴水銀，它能夠滾來滾去而不附著在玻璃板上.把一塊潔凈的玻璃板浸入水銀里再取出來，玻璃上也不附著水銀.這種液體不附著在固體表面上的現(xiàn)象叫做不浸潤.對玻璃來說，水銀是不浸潤液體 [編輯本段]浸潤液體 在潔凈的玻璃上放一滴水，它會附著在玻璃板上形成薄層.把一塊潔凈的玻璃片浸入水中再取出來，玻璃的表面會沾上一層水.這種液體附著在固體表面上的現(xiàn)象叫做浸潤.對玻璃來說，水是浸潤液體. 同一種液體，對一種固體來說是浸潤的，對另一種固體來說可能是不浸潤的.水能浸潤玻璃，但不能浸潤石蠟.水銀不能浸潤玻璃，但能浸潤鋅. 把浸潤液體裝在容器里，例如把水裝在玻璃燒杯里，由于水浸潤玻璃，器壁附近的液面向上彎曲(圖1乙),把不浸潤液體裝在容器里,例如把水銀裝在玻璃管里，由于水銀不浸潤玻璃，器壁附近的液面向下彎曲(圖1甲).在內徑較小的容器里，這種現(xiàn)象更顯著，液面形成凹形或凸形的彎月面. 毛細現(xiàn)象把幾根內徑不同的細玻璃管插入水中,可以看到,管內的水面比容器里的水面高，管子的內徑越小,里面的水面越高.把這些細玻璃管插入水銀中,發(fā)生的現(xiàn)象正好相反,管子里的水銀面比容器里的水銀面低，管子的內徑越小,里面的水銀面越低. 浸潤液體在細管里升高的現(xiàn)象和不浸潤液體在細管里降低的現(xiàn)象,叫做毛細現(xiàn)象.能夠產(chǎn)生明顯毛細現(xiàn)象的管叫做毛細管. [編輯本段]現(xiàn)象 液體為什么能在毛細管內上升或下降呢?我們已經(jīng)知道,液體表面類似張緊的橡皮膜,如果液面是彎曲的,它就有變平的趨勢.因此凹液面對下面的液體施以拉力，凸液面對下面的液體施以壓力.浸潤液體在毛細管中的液面是凹形的,它對下面的液體施加拉力,使液體沿著管壁上升,當向上的拉力跟管內液柱所受的重力相等時,管內的液體停止上升，達到平衡.同樣的分析也可以解釋不浸潤液體在毛細管內下降的現(xiàn)象. 在自然界和日常生活中有許多毛細現(xiàn)象的例子.植物莖內的導管就是植物體內的極細的毛細管,它能把土壤里的水分吸上來.磚塊吸水、毛巾吸汗、粉筆吸墨水都是常見的毛細現(xiàn)象.在這些物體中有許多細小的孔道,起著毛細管的作用. 有些情況下毛細現(xiàn)象是有害的.例如,建筑房屋的時候,在砸實的地基中毛細管又多又細,它們會把土壤中的水分引上來,使得室內潮濕.建房時在地基上面鋪油氈,就是為了防止毛細現(xiàn)象造成的潮濕. 水沿毛細管上升的現(xiàn)象,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響很大.土壤里有很多毛細管,地下的水分經(jīng)常沿著這些毛細管上升到地面上來.如果要保存地下的水分,就應當鋤松地面的土壤,破壞土壤表層的毛細管,以減少水分的蒸發(fā). [編輯本段]附加壓強 表面張力對液體球的作用好像增加了一個垂直于球面的壓強，稱為附加壓強。 對液滴，附加壓強為2*表面張力系數(shù)/球面半徑。 對肥皂泡等空心液體球，附加壓強為4*表面張力系數(shù)/球面半徑。 [編輯本段]上升高度 毛細現(xiàn)象中液體上升、下降高度。h的正負表示上升或下降。 浸潤液體上升，接觸角為銳角；不浸潤液體下降，接觸角為鈍角。 上升高度h=2*表面張力系數(shù)/（液體密度*重力加速度g*液面半徑R）。 上升高度h=2*表面張力系數(shù)*cos接觸角/（液體密度*重力加速度g*毛細管半徑r）。 毛細現(xiàn)象與植物飲水 毛細現(xiàn)象在生物學中有廣泛的應用，如動植物的毛細血管，鋤松土壤以破壞土壤的毛細管，減少表面水分的蒸發(fā)等．本文就部分毛細現(xiàn)象實驗與植物體的毛細現(xiàn)象實驗進行對比，以此了解物理學與生物學綜合的意義． 1、根和莖的毛細現(xiàn)象 根是維管植物由胚根發(fā)育而來的體軸的地下部分．由主根及其許多側根構成根系．主要的功能是為了固著植物體和支持地上部，并從土壤中吸收水和溶于水中的無機養(yǎng)料，亦有運輸、貯存和合成某些有機物質的功能，并能向外分泌代謝物質．根尖表皮細胞向外突出的毛狀物稱為根毛，是根吸收水分和無機鹽的主要部分． 由于根的上述功能，在進行植物喝水的教學時，一般用有根的鳳仙花進行喝水實驗；將鳳仙花插入有紅墨水的水杯中，水面上滴入植物油，杯口用棉花堵塞，以減少蒸發(fā)．靜置十多小時后，首先觀察液面的下降．為了說明植物喝水導致液面下降，可以進行對照實驗，幾只杯子的水同樣多，水面滴入同樣多的植物油，并都用棉花塞住瓶口，經(jīng)過同樣長的時間后，插有鳳仙花的瓶子水面下降更明顯．還可觀察鳳仙花的葉子和莖，剪斷或揭去表皮，可以看到紅色墨水已沿莖的表皮上升．后者只需幾個小時． 事實上，直接用莖來做實驗，同樣可以看到紅色墨水上升的現(xiàn)象．莖是維管植物由胚芽發(fā)育而來的體軸部分．其主要功能出是輸導及支持．如果我們用蠶豆、油菜、蔥、柳枝、松樹及菊花的莖等，插入到紅色水中，幾個小時后，就可以在莖的表皮下觀察到水的上升現(xiàn)象，在花瓣和葉脈上也可見紅色． 2、植物的蒸騰作用 植物體能由根、莖輸送水分，主要由根壓,毛細現(xiàn)象和蒸騰作用．大氣壓由于互相抵消，不應是主要原因． 蒸騰作用主要是由葉下表面的氣孔產(chǎn)生．將密閉的塑料袋扎在植物的樹葉上，在陽光下很快就會有大量水珠在塑料袋中形成．這一蒸發(fā)導致植物要不斷地從根莖中輸送水分． 葉下表皮的氣孔觀察也是很有趣的活動．用蠶豆葉或蔥葉，由刮胡刀片在葉背面淺淺劃一小方塊，再用及時貼揭下表皮，并用酒精洗(或用刀片刮)去葉綠體，然后直接貼到載玻片上，就可以用顯微鏡觀察氣孔了． 葉的氣孔在早晨張開的較大，中午太熱，為了減少蒸發(fā)量，張開的小．為了觀察氣孔，顯然應選擇在早晨摘取的葉子．證明這一結論也是一項有趣的研究活動．在同一植株(如同一棵蠶豆植株)上，分別在早晨及中午摘取多片葉子，獲得葉下表皮，并盡可能用同樣處理方法，在顯微鏡下觀察，結果是早晨的葉子氣孔多且大． 實驗時，為了比較莖中存在的毛細現(xiàn)象與蒸騰作用的大小，進行對照實驗：分別用剪去葉子和未剪去葉子的同一種植物的莖，插入同一個紅色水的瓶中，結果，莖中都有紅色水上升，而沒有去掉葉子的莖上升的時間長． 莖能傳輸水分與蒸騰作用有關，同時葉的氣孔能進行蒸騰，也是通過葉的毛細現(xiàn)象來傳輸水分的． 3、不同液體的毛細現(xiàn)象 我們用三種液體進行比較：肥皂液、風油精、水． 用同學們自己拉伸的同一根尖嘴玻璃管，分別插入到三種液體中，上升的高度各不相同．風油精上升的高度最小，肥皂液其次．風油精實驗，直接將玻璃管的尖端插入風油精的瓶中即可． 同種液體，在溫度不同時，毛細現(xiàn)象也不同． 這幾個實驗，毛細現(xiàn)象上升的高度差異不是十分明顯，要先用及時貼或記號筆作出標記，再用尺量． [編輯本段]公式 液柱上升高度是： 此處： γ = 表面張力 θ = 接觸角 ρ = 液體密度 g = 重力加速度 r = 細管半徑 當θ>90度，這表示彎液面為凸面；同時h<0，表示流體在毛細管下降，即汞在玻璃管的情況。 對于在海平面上，裝了水的玻璃管， γ = 0.0728 J m θ = 20° ρ = 1000 kg m g = 9.8 m s 液柱高度為： . 根據(jù)此方程式，理論上在1m寬的管中，水可以上升0.014 mm（因此極不容易被察覺）；另外在1 cm寬的管中，水可以上升1.4 mm；而在半徑0.1 mm 的毛細管中，水可以上升14 cm。 [編輯本段]推導 方法一：考慮表面張力的力 2πrγcosθ = ρghπr 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： P0 ? 2γ / R + ρgh = P0 其中R為彎液面的半徑，Rcosθ = r；P0為大氣壓力。