毛细管

毛细现象（又称毛细管作用）是指液体在细管状物体内侧，由液体与物体之间的附着力和因内聚力而产生的表面张力组合而成，令液体在不需施加外力的情况下，流向细管状物体的现象，该现象甚至令液体克服地心引力而上升。植物根部吸收的水分能够经由茎内维管束上升，即是毛细现象最常见的例子。当液体和固体（管壁）之间的附着力大于液体本身内聚力时，就会产生毛细现象。液体在垂直的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造成的影响。毛细管常被用来说明毛细现象，当垂直的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；直到液体表面张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。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。液柱上升高度是：此处：当θ>90度，这表示弯液面为凸面；同时h<0，表示流体在毛细管下降，即汞在玻璃管的情况。对于在海平面上，装了水的玻璃管，液柱高度为：根据此方程式，理论上在半径1米的管中，水可以上升0. 000 014米（因此极不容易被察觉）；另外在半径1厘米的管中，水可以上升0.14厘米；而在半径0.1毫米的毛细管中，水可以上升140毫米。其中其中，R为弯液面的半径， R = r cos ⁡ θ {displaystyle R={frac {r}{cos theta }}} ； P 0 = P A = P B {displaystyle P_{0}=P_{A}=P_{B}} 则为大气压力。