燃燒時，熔化的蠟液沿露出的燭芯（棉線）上升，使火焰得以持續燃燒，体现了毛細作用。]]
毛細現象（又稱毛細管作用）是指液體在細管狀物體或多孔物體內部，受「液體與物體間附著力」和「液體分子間內聚力所形成的表面張力」共同作用，在不需施加外力的情況下流向細管或細縫的現象；該現象可使液體克服地心引力而上升。此屬於一種液體界面現象。
常見的是液體和固體之間的附著力大於液體本身內聚力的情況，如：布料、維管束組織、毛筆、多孔物體吸水、蠟油沿著棉線上升。而毛細管本身則是內徑等於或小於1毫米的細管，主要用於醫事檢驗及建築材料上，一般非專業人員反而較少見。（註：植物根部吸收的水分能夠經由莖內維管束上升，除了利用毛細現象外，最主要的原因是蒸散作用）。
水的毛細現象
與附著力的差異，水在毛細管中，中央較四周凹下；汞在毛細管中，中央較四周凸起。]]
毛細管常被用來說明毛細現象，當垂直的細玻璃管底部置於液體中（例如水）時，管壁對水的附著力便會使液面四周稍比中央高出一些；直到液體表面張力已經無法克服其重量時，才會停止繼續上升。在毛細管中，液柱重量與管徑的平方成正比，但是液體與管壁的接觸面積只與管徑成正比；這使得較窄的毛細管吸水會比較寬的毛細管來得高。例如，一根管徑0.5毫米的玻璃細管，理論上能夠將水抬升2.8厘米，但實際觀察時其高度會略低些。
汞的毛細現象
在某些液體與固體的組合中，與毛細管吸水的狀況略為不同，例如細玻璃管與水銀（汞），汞柱本身的原子內聚力大於汞柱與管壁之間的附著力，故汞柱液面中央會稍比四周凸起，這和毛細管吸水的狀況恰為相反。
毛細現象應用
利用了毛細現象。]]
- 在水文學中，毛細現象常用來解釋土壤對水的吸引力；在土壤中，水分會由較潮溼處移動到乾燥處，即是毛細現象所致。
- 毛細現象也是眼淚能夠自眼睛不斷流出的必要因素。
- 某些材質的運動衣料，會透過毛細現象吸汗。
- 拖把、抹布可以擦拭液體，浴巾擦拭游泳或洗澡後浸濕的身體。
- 浴室門前的腳踏墊拭乾腳底的水。
- 毛筆沾墨水維持筆頭的濕潤可以書寫。
- 自来水笔的笔管通过毛细现象维持笔头湿润
- 紙巾即是透過毛細現象吸收液體，其充滿細孔的材質使得液體能夠被紙巾吸收。
- 海綿有非常多的細小孔洞（相當於毛細管），這使得海綿能夠吸收大量的液體。
- 蠟燭點燃後，熔化的蠟液不斷引染露出的燭芯（棉線）使得火可以附芯而燃。
- 兩個本身無縫隙的物體，之間距離的縫隙愈小，愈可吸引液體充滿縫隙。例如放置在桌面的物品，它與桌面貼合的縫隙可以使液體滲入。
- 下雨時，牆壁的裂縫容易使雨水滲入而流進屋內。
- 化學家常利用毛細現象來進行薄板層析（薄板色譜分析）。
公式
液柱上升高度是：
: h={{2 \gamma \cos{\theta}}\over{\rho g r}}
此處：
:γ = 表面張力係數
: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-2
:θ = 20°
:ρ = 1000 kg m-3
:g = 9.8 m s-2
液柱高度為：
: h\approx {{1.4 \times 10^{-5}}\over r} \ \mbox{m} .
根據此方程式，理論上在半徑1米的管中，水可以上升0. 000 014米（因此極不容易被察覺）；另外在半徑1厘米的管中，水可以上升0.14厘米；而在半徑0.1毫米的毛細管中，水可以上升140毫米。
推導
- 方法一：考慮表面張力的力
: 2\pi r\gamma\cos\theta = \rho gh \pi r^2 \;.
其中
:表面張力引起的力為F = 2\pi r\gamma\;，而其垂直向上的部分為F \cdot \cos\theta\;；
:升起的液體部分的體積為V = \pi r^2 h\;，其重量（重力的作用力）為\rho Vg \;；。
- 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：
: P_0 - \frac{2\gamma}{R} + \rho g h = P_0
其中，R為彎液面的半徑，R = \frac{r}{\cos\theta}；P_0=P_A=P_B則為大氣壓力。
两块玻璃板之间的毛细管上升
层厚度（d）与高程高度（h）的乘积是常数（d·h =常数），这两个量成反比。 平面之间的液体表面是双曲线。
file:Kapilláris emelkedés 1.jpg
file:Kapilláris emelkedés 2.jpg
file:Kapilláris emelkedés 3.jpg
file:Kapilláris emelkedés 4.jpg
file:Kapilláris emelkedés 5.jpg
file:Kapilláris emelkedés 6.jpg
参见
*浸润
*虹吸
评论 (0)