水會自己往上“爬”

朱堯　邵明輝

太空教師陳冬演示的微重力環境下的毛細效應實驗是不是讓你大開眼界呢？我們也來做一個小實驗，親眼見識一下毛細現象吧。

中性筆芯、玻璃杯、紅糖、水

1向玻璃杯中倒入適量的水，再加入適量紅糖來加深水的顏色，這樣有利于觀察實驗現象。

2將中性筆芯的筆頭去掉，把其中的墨水清理干凈。

3把處理好的中性筆芯插入玻璃杯中并觀察實驗現象。

我們看到中性筆芯中的水柱高出水杯中的水面，并且這水柱并不會像在太空里細管中的水柱那樣一直向上“爬”。要想解釋這種現象，需要明確以下概念。

毛細現象

毛細管插入浸潤液體中，管內液面上升，并高于管外液面；毛細管插入不浸潤液體中，管內液體下降，并低于管外液面——這種現象就是毛細現象。它是液體表面張力與液體對固體的吸引力不同而引起液面發生變化的現象。

關于毛細效應實驗，下列說法正確的是（ ）

A. 太空中的毛細效應實驗和地面上的沒有區別。

B. 在地面上做毛細效應實驗，水會順著毛細管的管壁一直向上“爬”。

C. 在太空中做毛細效應實驗，水會順著毛細管的管壁一直向上“爬”。

D. 在太空中做毛細效應實驗，水不會順著毛細管的管壁“爬”。

容器中的水之所以會順著管壁向上“爬”，是因為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。浸潤液體在毛細管中的水面是凹形的，它對下面的液體施加拉力，使液體沿著管壁上升。

太空里管中的水柱會沿著管壁一直向上“爬”，而地面上的水柱沿著管壁向上“爬”一段距離后就會停止。這是因為在太空的微重力環境中，毛細管對液體向上的拉力大于管內液柱所受的重力，所以水柱會沿著管壁一直向上“爬”；而地球表面是重力環境，當毛細管對液體向上的拉力跟管內液柱所受的重力相等時，達到平衡，管內的液體停止上升。

生活中的毛細現象

墻腳潮濕：這種現象在潮濕的地方很常見，特別是在老舊的磚墻或疏松的混凝土（通常是水泥質量差或水泥用量不夠）墻上尤為明顯。這是積水或地下水沿著毛細管（由墻體內的空隙形成）上升的結果。

鋤地松土：種莊稼時，要想保存地下的水分，就應當鋤松地里的土，以此去破壞土壤表層的毛細管，減少水分的蒸發。