毛细现象与永动机的思考

读《毛细现象与永动机》后的思考

地质2班0904030216卢利涛

毛细现象其实并不是很特别的现象，它存在于我们生活中的很多地方。毛巾吸水，地下水沿土壤上升，吸管插入饮料后管内液面上升等都是毛细现象。毛细现象有两种情况，其一是管内液面高于管外液面，另一种是管内液面低于管外液面。其原因在于液体不同，前一种液体为浸润液体，后一种则为不浸润液体。（液体附着在固体表面上的现象叫做浸润。）生活中我们经常看到的是前一种情况，这是由于水在多数情况下都是浸润液体。

毛细现象也是一把双刃剑，有有利的一面也有有害的一面。对于植物要从地下吸取水分，这是有利的一面。土壤中有很多的毛细现象，所以土壤下层的水经常会被吸到上层表面。这并不都是有利的，例如农业需要土壤有一定的湿度，但是水被吸到上层后容易蒸发，导致土壤缺少水分。所以我们需要合理的利用这种现象。

通过毛细现象可以把处于低势能位的水送至高势能位而不需要外力做工，我们可以充分利用这一点进行物质的运输。

利用毛细管将水提升到某一高度，再利用水的重力做功使其下降，在经过毛细现象使其上升，如此重复。这看上去又是一个新型的永动机。然而仔细分析便会发现其中的矛盾之处。首先我们必须知道毛细现象的原理。当液体和管壁之间的附着力大与液体本身内聚力时，就会产生毛细现象。当附着力等于液体本身的内聚力时，液体达到最高高度。此时液体达到受力平衡状态，那么液体怎么能够又在重力作用下下降做工呢？液体的内聚力已经包含了液体重力的影响，要使液体下降则必须要用过另外的外力做工以克服液体与管壁之间的附着力。所以我们可以发现这并不是一个无需外力做工的过程，因此这不能成为一个永动机。