毛细现象

毛细现象的产生涉及多种因素，包括固体、液体、气体、结构等 。

毛细现象中液体上升下降的高度可由下式确定：

式中，r为细管半径；ρ为液体密度；θ为液面与管壁的交角，它取决于液、气种类和管壁材料等因素，对于水和洁净的玻璃θ=0°，水银和玻璃θ=140° 。

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 。

毛细作用，是液体表面对固体表面的吸引力。毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外液面；毛细管插入不浸润液体中，管内液体下降，低于管外液面。这种现象就是毛细现象 。

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 。

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 。

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叫做毛细管 。

1、根和茎的毛细现象

根是维管植物由胚根发育而来的体轴的地下部分。由主根及其许多侧根构成根系。主要的功能是为了固着植物体和支持地上部，并从土壤中吸收水和溶于水中的无机养料，亦有运输、贮存和合成某些有机物质的功能，并能向外分泌代谢废物。根尖表皮细胞向外突出的毛状物称为根毛，是根吸收水分和无机盐的主要部分 。

由于根的上述功能，在进行植物吸收水分的实验时，一般用有根的凤仙花进行吸收水分实验；将凤仙花插入有红墨水的水杯中，水面上滴入植物油，杯口用脱脂棉堵塞，以减少蒸发。静置十多小时后，首先观察液面的下降。为了说明植物吸收水分导致液面下降，可以进行对照实验，几只杯子的水同样多，水面滴入同样多的植物油，并都用脱脂棉塞住瓶口，经过同样长的时间后，插有凤仙花的瓶子水面下降更明显。还可观察凤仙花的叶子和茎，剪断或揭去表皮，可以看到红色墨水已沿茎的表皮上升。后者只需几个小时 。

事实上，直接用茎来做实验，同样可以看到红色墨水上升的现象。茎是维管植物由胚芽发育而来的体轴部分。其主要功能出是输导及支持。如果我们用蚕豆、油菜、葱、柳枝、松树及菊花的茎等，插入到红色水中，几个小时后，就可以在茎的表皮下观察到水的上升现象，在花瓣和叶脉上也可见红色 。

2、植物的蒸腾作用

植物体能由根、茎输送水分，主要由根床（地下水的压力）、毛细现象和蒸腾作用。大气压由于互相抵消，不是主要原因 。

蒸腾作用主要是由叶下表面的气孔产生。将密闭的塑料袋扎在植物的树叶上，在阳光下很快就会有大量水珠在塑料袋中形成。这一蒸发导致植物要不断地从根茎中输送水分 。

叶下表皮的气孔观察也是很有趣的活动。用蚕豆叶或葱叶，由刮胡刀片在叶背面浅浅划一小方块，再用及时贴揭下表皮，并用酒精洗（或用刀片刮）去叶绿体，然后直接贴到载玻片上，就可以用显微镜观察气孔了 。

叶的气孔在早晨张开的较大，中午太热，为了减少蒸发量，张开的小。为了观察气孔，显然应选择在早晨摘取的叶子。证明这一结论也是一项有趣的研究活动。在同一植株（如同一棵蚕豆植株）上，分别在早晨及中午摘取多片叶子，获得叶下表皮，并尽可能用同样处理方法，在显微镜下观察，结果是早晨的叶子气孔多且大 。

实验时，为了比较茎中存在的毛细现象与蒸腾作用的大小，进行对照实验：分别用剪去叶子和未剪去叶子的同一种植物的茎，插入同一个红色水的瓶中，结果，茎中都有红色水上升，而没有去掉叶子的茎上升的时间长 。

茎能传输水分与蒸腾作用有关，同时叶的气孔能进行蒸腾，也是通过叶的毛细现象来传输水分的 。

不同液体的毛细现象

用三种液体进行比较：肥皂液、风油精、水 。

拉伸的同一根尖嘴玻璃管，分别插入到三种液体中，上升的高度各不相同。风油精上升的高度最小，肥皂液其次。风油精实验，直接将玻璃管的尖端插入风油精的瓶中即可 。

同种液体，在温度不同时，毛细现象也不同 。

毛细现象上升的高度差异不是十分明显，要先用及时贴或记号笔作出标记，再用尺量 。