虹吸现象与毛细现象

虹吸现象与毛细现象

江苏省泗阳县李口中学沈正中

虹吸现象及其原理

虹吸现象：将一根盛满液体的软管两头用手指堵住，一端放进一个装有液体的容器中（必须浸没在液面下，两端手指都不能松开），另一端放在容器外侧，只要外端的管口位置低于内侧的管口，这时同时松开堵住的手指，容器中的液体就会源源不断流出，这就是虹吸现象。

虹吸现象原理：是利用压差，当外侧管口低于内侧管口时，两个管口位置就形成高度差，这段液体的高度差就会形成一定的压强，这就是虹吸现象的动力源，松开手指后，液体就会在这个压力差的作用下发生流动，高差越大，液体流动越快。

所以实质上，虹吸原理就是连通器的原理，加在密闭容器里液体上的压强，处处都相等。

毛细现象及其的原理

浸润和不浸润：在洁净的玻璃板上放一滴水银，它能够滚来滚去而不附着在玻璃板上。把一块洁净的玻璃板浸入水银里再取出来，玻璃上也不附着水银。这种液体不附着在固体表面上的现象叫做不浸润。对玻璃来说，水银是不浸润液体。

在洁净的玻璃上放一滴水，它会附着在玻璃板上形成薄层。把一块洁净的玻璃片浸入水中再取出来，玻璃的表面会沾上一层水。这种液体附着在固体表面上的现象叫做浸润。对玻璃来说，水是浸润液体。

同一种液体，对一种固体来说是浸润的，对另一种固体来说可能是不浸润的。水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡。水银不能浸润玻璃，但能浸润锌。

把浸润液体装在容器里，例如把水装在玻璃烧杯里，由于水浸润玻璃，器壁附近的液面向上弯曲，把不浸润液体装在容器里，例如把水银装在玻璃管里，由于水银不浸润玻璃，器壁附近的液面向下弯曲。在内径较小的容器里，这种现象更显著，液面形成凹形或凸形的弯月面。

毛细管及其毛细现象（又称毛细管作用或毛细作用）：浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象，叫做毛细现象。能够产生明显毛细现象的管子叫做毛细管。

毛细原理：液体表面类似张紧的橡皮膜，如果液面是弯曲的，它就有变平的趋势。因此凹液面对下面的液体施以拉力，凸液面对下面的液体施以压力。浸润液体在毛细管中的液面是凹形的，它对下面的液体施加拉力，使液体沿着管壁上升，当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时，管内的液体停止上升，达到平衡。同样的分析也可以解释不浸润液体在毛细管内下降的现象。

液体在细管中时液面呈凹或凸状、以及多孔材质物体能吸收液体皆为此现象所致。

把几根内径不同的细玻璃管插入水中，可以看到，管内的水面比容器里的水面高，管子的内径越小，里面的水面越高。把这些细玻璃管插入水银中，发生的现象正好相反，管子里的水银面比容器里的水银面低，管子的内径越小，里面的水银面越低。

水的毛细现象，毛细管常被用来作为说明毛细现象，当细玻璃管

底部置于液体中(例如水)时，管壁对水的附着力便会使液面四周稍比中央高出一些；直到液体内聚力已经无法克服其重量时，才会停止继续上升。在毛细管中，液柱重量与管径的平方成正比，但是液体与管壁的接触面积只与管径成正比；这使得较窄的毛细管吸水会比较宽的毛细管来得高。例如，一根管径0.5毫米的玻璃细管，理论上能够将水抬升2.8厘米，但实际观察时其高度会略低些。

汞的毛细现象，在某些液体与固体的组合中，与毛细管吸水的状况略为不同，例如细玻璃管与水银(汞)，汞柱本身的原子内聚力大于汞柱与管壁之间的附着力，故汞柱液面中央会稍比四周凸起，这和毛细管吸水的状况恰为相反。

在自然界和日常生活中有许多毛细现象的例子。植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管，它能把土壤里的水分吸上来。砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象。在这些物体中有许多细小的孔道，起着毛细管的作用。

有些情况下毛细现象是有害的。例如，建筑房屋的时候，在砸实的地基中毛细管又多又细，它们会把土壤中的水分引上来，使得室内潮湿。建房时在地基上面铺油毡，就是为了防止毛细现象造成的潮湿。

水沿毛细管上升的现象，对农业生产的影响很大。土壤里有很多毛细管，地下的水分经常沿着这些毛细管上升到地面上来。如果要保存地下的水分，就应当锄松地面的土壤，破坏土壤表层的毛细管，以减少水分的蒸发。

从上面的叙述，可看出虹吸现象和毛细现象是不一样的，它们的原理不同。