翟衛(wèi)芳

摘 要：“毛細(xì)現(xiàn)象”作為高中物理“液體”知識(shí)模塊中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，涉及的知識(shí)系統(tǒng)龐大，計(jì)算公式煩冗。本文選擇從一些比較容易理解的層面入手，對(duì)一些現(xiàn)象提出了自己的簡(jiǎn)化猜想，并結(jié)合公式與邏輯推導(dǎo)去發(fā)掘一些被忽視的概念的來源及其準(zhǔn)確的定義，試圖通過聯(lián)系比較的方法，將知識(shí)點(diǎn)的特殊功能加以凸顯。

關(guān)鍵詞：高中物理 毛細(xì)現(xiàn)象 問題與思考

“毛細(xì)現(xiàn)象”選自于人教版高中物理選修3-3教材第九章第二節(jié)“液體”。作為這個(gè)知識(shí)模塊中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)大綱的要求是了解。筆者在教學(xué)過程中，在聯(lián)系知識(shí)點(diǎn)間邏輯關(guān)系的同時(shí)，本著追根究底的態(tài)度想弄清楚每個(gè)細(xì)節(jié)。以下就是筆者的幾點(diǎn)思考。

一、如何由產(chǎn)生原因推斷液面的升降

在液體的表面與空氣的接觸處有一個(gè)薄層，物理上稱作“表面層”，表面層內(nèi)的分子數(shù)目較少，分子間距變大，分子引力占主導(dǎo)作用，在宏觀上即表現(xiàn)為我們通常所說的表面張力。表面張力的作用使得表面層的面積盡可能地達(dá)到最小，如果表面層是凹面，則收縮的方向向上，管中的液面隨著收縮方向被拉高形成高出管外液面的液柱（如圖1所示）；反之，表面層是凸面，收縮方向向下，則管中的液面低于管外的液面。這兩種現(xiàn)象都稱作“毛細(xì)現(xiàn)象”。

而形成凹面還是凸面取決于液體與管壁的接觸處是擴(kuò)張還是收縮。液體與管壁接觸時(shí)，在接觸處會(huì)形成一個(gè)薄層，物理上稱為“附著層”。附著層內(nèi)的液體分子同時(shí)受到附著層外液體分子的吸引力和組成管壁的物質(zhì)分子的吸引力。如果前者小于后者，則附著層內(nèi)的液體分子數(shù)目較多，間距變小，體現(xiàn)為分子斥力，導(dǎo)致附著層與管壁的接觸面積變大，出現(xiàn)了所謂的“浸潤”現(xiàn)象（如圖2甲所示）；反之，附著層的面積變小，此現(xiàn)象就叫作“不浸潤”（如圖2乙所示）。

分析可知，我們可以認(rèn)為附著層內(nèi)的分子處于管壁分子和液體內(nèi)分子的爭(zhēng)奪狀態(tài)中。雖然分子力主要是由分子間距決定的，但筆者猜想，在分子間距差不多的情況下，分子的質(zhì)量也是影響分子力的因素之一。例如：水、酒精、植物油等液體與玻璃接觸時(shí)，呈現(xiàn)出浸潤現(xiàn)象，是否可以解釋為玻璃分子的質(zhì)量大于液體分子的質(zhì)量，所以玻璃分子對(duì)附著層內(nèi)分子的吸引力大于液體內(nèi)分子對(duì)附著層內(nèi)分子的吸引力；而水銀與玻璃接觸呈現(xiàn)出不浸潤現(xiàn)象則是因?yàn)樗y分子的質(zhì)量大于玻璃分子的質(zhì)量。之所以我們?nèi)粘＝佑|到的浸潤現(xiàn)象比較多，是因?yàn)榇蠖鄶?shù)液體分子的質(zhì)量都要比固體分子的質(zhì)量小的緣故。

二、落差高度與哪些因素有關(guān)

以浸潤毛細(xì)現(xiàn)象為例，插入液槽中毛細(xì)管越細(xì)，則管中的液柱就越高。通常在教學(xué)中，教師給學(xué)生的解釋是：液體表面張力所能提起的液柱的重力是不變的，也就是體積不變的情況下，橫截面越小則高度越高。此種說法是考慮到大綱要求高中階段學(xué)生對(duì)知識(shí)技能的掌握程度而提供的一種虛假前提，在方便學(xué)生對(duì)結(jié)論的判斷方面有一定的積極作用。但作為教師本身，對(duì)知識(shí)的理解不能模糊，知識(shí)探究?jī)?nèi)化的深入與教學(xué)方法的淺出是不矛盾的。教師的知識(shí)內(nèi)涵是在教學(xué)過程中不經(jīng)意地滲透給學(xué)生的，對(duì)學(xué)生的影響也是潛移默化的。我們不能因?yàn)閷W(xué)生掌握得淺顯或教學(xué)要求的降低，而放松對(duì)自身的要求。

三、關(guān)于能量的思考

1.管中的液柱上升，就意味著水的重力勢(shì)能變大，那么增加的重力勢(shì)能是從哪兒來的呢？

分析如下（仍以浸潤毛細(xì)現(xiàn)象為例）：由于表面層的收縮，分子間距縮短，分子合力體現(xiàn)為引力做正功，分子勢(shì)能減小。減少的分子勢(shì)能，一方面轉(zhuǎn)化為液體上升過程中的動(dòng)能，在與管壁的摩擦中作為熱能耗散掉了；另一方面，即轉(zhuǎn)化為液柱的重力勢(shì)能。

2.增加的重力勢(shì)能可以利用嗎

我們可以嘗試用兩種方法用來釋放液柱的重力勢(shì)能：a.用一根長(zhǎng)度小于液柱理論上升高度的玻璃管插入液槽。由于理論高度大于管長(zhǎng)，當(dāng)管內(nèi)液面達(dá)到管口時(shí)，液體是否就會(huì)溢出了呢？正如我們上面所提到的液柱上升的動(dòng)因：表面層的張力作用。而張力的產(chǎn)生機(jī)制是因?yàn)楸砻鎸拥拿娣e要收縮到最小，當(dāng)液面與管口平齊時(shí)面積已經(jīng)達(dá)到最小了，且此時(shí)張力的方向?yàn)樗?，在豎直方向沒有分力，如此一來，根本不會(huì)出現(xiàn)管內(nèi)外液面的高度差。所以最終的現(xiàn)象是液面仍未到達(dá)管口，只是此時(shí)表面層的彎曲程度比達(dá)到理論高度時(shí)表面層的彎曲程度要小一些。b.在玻璃管側(cè)面破一個(gè)小孔，液體是否會(huì)從小孔流出呢？由圖3可知，大氣壓強(qiáng)P0=液柱底端壓強(qiáng)P1>液柱側(cè)面開口處壓強(qiáng)P2，因?yàn)?P0>P2，所以側(cè)面的開口處液體非但不會(huì)流出，還會(huì)使得破口處液體的表面層在內(nèi)外壓強(qiáng)差的作用下向管內(nèi)彎曲。如果想讓水從側(cè)面流出獲得重力勢(shì)能，則突破表面層需要的能量比釋放出的重力勢(shì)能還要多。事實(shí)上，雖然液注在毛細(xì)管中上升，重力勢(shì)能增加了，但這部分增加的能量卻是不可利用的，屬于非能源。

三、滴水試驗(yàn)

如右圖所示：將棉布條一端放入杯中液體內(nèi)，另一端懸掛在杯外。要想讓懸掛在杯外的一端有水滴出，需要滿足哪些條件？

1.實(shí)驗(yàn)原理：將棉布條等效于連通的軟管，因?yàn)槊?xì)現(xiàn)象，軟管中應(yīng)充滿液體。在杯外作一條與杯內(nèi)液面平齊的輔助線aa'，并以aa'為界。因?yàn)檫B通器的關(guān)系，同一深度處液體壓強(qiáng)處處相等，只有管口高度低于分界線，管口的壓強(qiáng)高于大氣壓時(shí)，才會(huì)有液體流出；反之，管口的壓強(qiáng)小于大氣壓，不會(huì)有液體流出。

2.與連通器的區(qū)別：a.棉布條由于毛細(xì)作用全部浸濕，而連通軟管則需實(shí)驗(yàn)者在杯外一端將杯中水吸入軟管；b.若將杯外的棉布條剪斷，使其斷口高于液面，由于斷口液體表面張力作用，無論如何不會(huì)有水溢出，也不會(huì)使水回流。但剪斷后的軟管口若高于液面，將會(huì)因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)高于管口液體壓強(qiáng)而使液體回流到杯中，此時(shí)因?yàn)閿嗫诿娣e相對(duì)較大，斷口處液體表面張力忽略不計(jì)。

此實(shí)驗(yàn)的作用在于將連通器的原理與毛細(xì)現(xiàn)象相結(jié)合，在整體壓強(qiáng)差的框架下注意到棉布條與連通管的個(gè)體現(xiàn)象差異，即需要考慮到毛細(xì)現(xiàn)象的特殊作用。另外，注意能量轉(zhuǎn)化的方向性，正如我們得出的結(jié)論，僅由毛細(xì)現(xiàn)象引起的重力勢(shì)能的變化是不可利用的，液體在管口既出不來也回不去。只有杯口與杯內(nèi)液面所形成的宏觀壓強(qiáng)差，才可以釋放重力勢(shì)能，使能量真正得以利用。

摘 要：“毛細(xì)現(xiàn)象”作為高中物理“液體”知識(shí)模塊中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，涉及的知識(shí)系統(tǒng)龐大，計(jì)算公式煩冗。本文選擇從一些比較容易理解的層面入手，對(duì)一些現(xiàn)象提出了自己的簡(jiǎn)化猜想，并結(jié)合公式與邏輯推導(dǎo)去發(fā)掘一些被忽視的概念的來源及其準(zhǔn)確的定義，試圖通過聯(lián)系比較的方法，將知識(shí)點(diǎn)的特殊功能加以凸顯。

關(guān)鍵詞：高中物理 毛細(xì)現(xiàn)象 問題與思考

“毛細(xì)現(xiàn)象”選自于人教版高中物理選修3-3教材第九章第二節(jié)“液體”。作為這個(gè)知識(shí)模塊中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)大綱的要求是了解。筆者在教學(xué)過程中，在聯(lián)系知識(shí)點(diǎn)間邏輯關(guān)系的同時(shí)，本著追根究底的態(tài)度想弄清楚每個(gè)細(xì)節(jié)。以下就是筆者的幾點(diǎn)思考。

一、如何由產(chǎn)生原因推斷液面的升降

在液體的表面與空氣的接觸處有一個(gè)薄層，物理上稱作“表面層”，表面層內(nèi)的分子數(shù)目較少，分子間距變大，分子引力占主導(dǎo)作用，在宏觀上即表現(xiàn)為我們通常所說的表面張力。表面張力的作用使得表面層的面積盡可能地達(dá)到最小，如果表面層是凹面，則收縮的方向向上，管中的液面隨著收縮方向被拉高形成高出管外液面的液柱（如圖1所示）；反之，表面層是凸面，收縮方向向下，則管中的液面低于管外的液面。這兩種現(xiàn)象都稱作“毛細(xì)現(xiàn)象”。

而形成凹面還是凸面取決于液體與管壁的接觸處是擴(kuò)張還是收縮。液體與管壁接觸時(shí)，在接觸處會(huì)形成一個(gè)薄層，物理上稱為“附著層”。附著層內(nèi)的液體分子同時(shí)受到附著層外液體分子的吸引力和組成管壁的物質(zhì)分子的吸引力。如果前者小于后者，則附著層內(nèi)的液體分子數(shù)目較多，間距變小，體現(xiàn)為分子斥力，導(dǎo)致附著層與管壁的接觸面積變大，出現(xiàn)了所謂的“浸潤”現(xiàn)象（如圖2甲所示）；反之，附著層的面積變小，此現(xiàn)象就叫作“不浸潤”（如圖2乙所示）。

分析可知，我們可以認(rèn)為附著層內(nèi)的分子處于管壁分子和液體內(nèi)分子的爭(zhēng)奪狀態(tài)中。雖然分子力主要是由分子間距決定的，但筆者猜想，在分子間距差不多的情況下，分子的質(zhì)量也是影響分子力的因素之一。例如：水、酒精、植物油等液體與玻璃接觸時(shí)，呈現(xiàn)出浸潤現(xiàn)象，是否可以解釋為玻璃分子的質(zhì)量大于液體分子的質(zhì)量，所以玻璃分子對(duì)附著層內(nèi)分子的吸引力大于液體內(nèi)分子對(duì)附著層內(nèi)分子的吸引力；而水銀與玻璃接觸呈現(xiàn)出不浸潤現(xiàn)象則是因?yàn)樗y分子的質(zhì)量大于玻璃分子的質(zhì)量。之所以我們?nèi)粘＝佑|到的浸潤現(xiàn)象比較多，是因?yàn)榇蠖鄶?shù)液體分子的質(zhì)量都要比固體分子的質(zhì)量小的緣故。

二、落差高度與哪些因素有關(guān)

以浸潤毛細(xì)現(xiàn)象為例，插入液槽中毛細(xì)管越細(xì)，則管中的液柱就越高。通常在教學(xué)中，教師給學(xué)生的解釋是：液體表面張力所能提起的液柱的重力是不變的，也就是體積不變的情況下，橫截面越小則高度越高。此種說法是考慮到大綱要求高中階段學(xué)生對(duì)知識(shí)技能的掌握程度而提供的一種虛假前提，在方便學(xué)生對(duì)結(jié)論的判斷方面有一定的積極作用。但作為教師本身，對(duì)知識(shí)的理解不能模糊，知識(shí)探究?jī)?nèi)化的深入與教學(xué)方法的淺出是不矛盾的。教師的知識(shí)內(nèi)涵是在教學(xué)過程中不經(jīng)意地滲透給學(xué)生的，對(duì)學(xué)生的影響也是潛移默化的。我們不能因?yàn)閷W(xué)生掌握得淺顯或教學(xué)要求的降低，而放松對(duì)自身的要求。

三、關(guān)于能量的思考

1.管中的液柱上升，就意味著水的重力勢(shì)能變大，那么增加的重力勢(shì)能是從哪兒來的呢？

分析如下（仍以浸潤毛細(xì)現(xiàn)象為例）：由于表面層的收縮，分子間距縮短，分子合力體現(xiàn)為引力做正功，分子勢(shì)能減小。減少的分子勢(shì)能，一方面轉(zhuǎn)化為液體上升過程中的動(dòng)能，在與管壁的摩擦中作為熱能耗散掉了；另一方面，即轉(zhuǎn)化為液柱的重力勢(shì)能。

2.增加的重力勢(shì)能可以利用嗎

我們可以嘗試用兩種方法用來釋放液柱的重力勢(shì)能：a.用一根長(zhǎng)度小于液柱理論上升高度的玻璃管插入液槽。由于理論高度大于管長(zhǎng)，當(dāng)管內(nèi)液面達(dá)到管口時(shí)，液體是否就會(huì)溢出了呢？正如我們上面所提到的液柱上升的動(dòng)因：表面層的張力作用。而張力的產(chǎn)生機(jī)制是因?yàn)楸砻鎸拥拿娣e要收縮到最小，當(dāng)液面與管口平齊時(shí)面積已經(jīng)達(dá)到最小了，且此時(shí)張力的方向?yàn)樗?，在豎直方向沒有分力，如此一來，根本不會(huì)出現(xiàn)管內(nèi)外液面的高度差。所以最終的現(xiàn)象是液面仍未到達(dá)管口，只是此時(shí)表面層的彎曲程度比達(dá)到理論高度時(shí)表面層的彎曲程度要小一些。b.在玻璃管側(cè)面破一個(gè)小孔，液體是否會(huì)從小孔流出呢？由圖3可知，大氣壓強(qiáng)P0=液柱底端壓強(qiáng)P1>液柱側(cè)面開口處壓強(qiáng)P2，因?yàn)?P0>P2，所以側(cè)面的開口處液體非但不會(huì)流出，還會(huì)使得破口處液體的表面層在內(nèi)外壓強(qiáng)差的作用下向管內(nèi)彎曲。如果想讓水從側(cè)面流出獲得重力勢(shì)能，則突破表面層需要的能量比釋放出的重力勢(shì)能還要多。事實(shí)上，雖然液注在毛細(xì)管中上升，重力勢(shì)能增加了，但這部分增加的能量卻是不可利用的，屬于非能源。

三、滴水試驗(yàn)

如右圖所示：將棉布條一端放入杯中液體內(nèi)，另一端懸掛在杯外。要想讓懸掛在杯外的一端有水滴出，需要滿足哪些條件？

1.實(shí)驗(yàn)原理：將棉布條等效于連通的軟管，因?yàn)槊?xì)現(xiàn)象，軟管中應(yīng)充滿液體。在杯外作一條與杯內(nèi)液面平齊的輔助線aa'，并以aa'為界。因?yàn)檫B通器的關(guān)系，同一深度處液體壓強(qiáng)處處相等，只有管口高度低于分界線，管口的壓強(qiáng)高于大氣壓時(shí)，才會(huì)有液體流出；反之，管口的壓強(qiáng)小于大氣壓，不會(huì)有液體流出。

2.與連通器的區(qū)別：a.棉布條由于毛細(xì)作用全部浸濕，而連通軟管則需實(shí)驗(yàn)者在杯外一端將杯中水吸入軟管；b.若將杯外的棉布條剪斷，使其斷口高于液面，由于斷口液體表面張力作用，無論如何不會(huì)有水溢出，也不會(huì)使水回流。但剪斷后的軟管口若高于液面，將會(huì)因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)高于管口液體壓強(qiáng)而使液體回流到杯中，此時(shí)因?yàn)閿嗫诿娣e相對(duì)較大，斷口處液體表面張力忽略不計(jì)。

此實(shí)驗(yàn)的作用在于將連通器的原理與毛細(xì)現(xiàn)象相結(jié)合，在整體壓強(qiáng)差的框架下注意到棉布條與連通管的個(gè)體現(xiàn)象差異，即需要考慮到毛細(xì)現(xiàn)象的特殊作用。另外，注意能量轉(zhuǎn)化的方向性，正如我們得出的結(jié)論，僅由毛細(xì)現(xiàn)象引起的重力勢(shì)能的變化是不可利用的，液體在管口既出不來也回不去。只有杯口與杯內(nèi)液面所形成的宏觀壓強(qiáng)差，才可以釋放重力勢(shì)能，使能量真正得以利用。

摘 要：“毛細(xì)現(xiàn)象”作為高中物理“液體”知識(shí)模塊中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，涉及的知識(shí)系統(tǒng)龐大，計(jì)算公式煩冗。本文選擇從一些比較容易理解的層面入手，對(duì)一些現(xiàn)象提出了自己的簡(jiǎn)化猜想，并結(jié)合公式與邏輯推導(dǎo)去發(fā)掘一些被忽視的概念的來源及其準(zhǔn)確的定義，試圖通過聯(lián)系比較的方法，將知識(shí)點(diǎn)的特殊功能加以凸顯。

關(guān)鍵詞：高中物理 毛細(xì)現(xiàn)象 問題與思考

“毛細(xì)現(xiàn)象”選自于人教版高中物理選修3-3教材第九章第二節(jié)“液體”。作為這個(gè)知識(shí)模塊中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)大綱的要求是了解。筆者在教學(xué)過程中，在聯(lián)系知識(shí)點(diǎn)間邏輯關(guān)系的同時(shí)，本著追根究底的態(tài)度想弄清楚每個(gè)細(xì)節(jié)。以下就是筆者的幾點(diǎn)思考。

一、如何由產(chǎn)生原因推斷液面的升降

在液體的表面與空氣的接觸處有一個(gè)薄層，物理上稱作“表面層”，表面層內(nèi)的分子數(shù)目較少，分子間距變大，分子引力占主導(dǎo)作用，在宏觀上即表現(xiàn)為我們通常所說的表面張力。表面張力的作用使得表面層的面積盡可能地達(dá)到最小，如果表面層是凹面，則收縮的方向向上，管中的液面隨著收縮方向被拉高形成高出管外液面的液柱（如圖1所示）；反之，表面層是凸面，收縮方向向下，則管中的液面低于管外的液面。這兩種現(xiàn)象都稱作“毛細(xì)現(xiàn)象”。

而形成凹面還是凸面取決于液體與管壁的接觸處是擴(kuò)張還是收縮。液體與管壁接觸時(shí)，在接觸處會(huì)形成一個(gè)薄層，物理上稱為“附著層”。附著層內(nèi)的液體分子同時(shí)受到附著層外液體分子的吸引力和組成管壁的物質(zhì)分子的吸引力。如果前者小于后者，則附著層內(nèi)的液體分子數(shù)目較多，間距變小，體現(xiàn)為分子斥力，導(dǎo)致附著層與管壁的接觸面積變大，出現(xiàn)了所謂的“浸潤”現(xiàn)象（如圖2甲所示）；反之，附著層的面積變小，此現(xiàn)象就叫作“不浸潤”（如圖2乙所示）。

分析可知，我們可以認(rèn)為附著層內(nèi)的分子處于管壁分子和液體內(nèi)分子的爭(zhēng)奪狀態(tài)中。雖然分子力主要是由分子間距決定的，但筆者猜想，在分子間距差不多的情況下，分子的質(zhì)量也是影響分子力的因素之一。例如：水、酒精、植物油等液體與玻璃接觸時(shí)，呈現(xiàn)出浸潤現(xiàn)象，是否可以解釋為玻璃分子的質(zhì)量大于液體分子的質(zhì)量，所以玻璃分子對(duì)附著層內(nèi)分子的吸引力大于液體內(nèi)分子對(duì)附著層內(nèi)分子的吸引力；而水銀與玻璃接觸呈現(xiàn)出不浸潤現(xiàn)象則是因?yàn)樗y分子的質(zhì)量大于玻璃分子的質(zhì)量。之所以我們?nèi)粘＝佑|到的浸潤現(xiàn)象比較多，是因?yàn)榇蠖鄶?shù)液體分子的質(zhì)量都要比固體分子的質(zhì)量小的緣故。

二、落差高度與哪些因素有關(guān)

以浸潤毛細(xì)現(xiàn)象為例，插入液槽中毛細(xì)管越細(xì)，則管中的液柱就越高。通常在教學(xué)中，教師給學(xué)生的解釋是：液體表面張力所能提起的液柱的重力是不變的，也就是體積不變的情況下，橫截面越小則高度越高。此種說法是考慮到大綱要求高中階段學(xué)生對(duì)知識(shí)技能的掌握程度而提供的一種虛假前提，在方便學(xué)生對(duì)結(jié)論的判斷方面有一定的積極作用。但作為教師本身，對(duì)知識(shí)的理解不能模糊，知識(shí)探究?jī)?nèi)化的深入與教學(xué)方法的淺出是不矛盾的。教師的知識(shí)內(nèi)涵是在教學(xué)過程中不經(jīng)意地滲透給學(xué)生的，對(duì)學(xué)生的影響也是潛移默化的。我們不能因?yàn)閷W(xué)生掌握得淺顯或教學(xué)要求的降低，而放松對(duì)自身的要求。

三、關(guān)于能量的思考

1.管中的液柱上升，就意味著水的重力勢(shì)能變大，那么增加的重力勢(shì)能是從哪兒來的呢？

分析如下（仍以浸潤毛細(xì)現(xiàn)象為例）：由于表面層的收縮，分子間距縮短，分子合力體現(xiàn)為引力做正功，分子勢(shì)能減小。減少的分子勢(shì)能，一方面轉(zhuǎn)化為液體上升過程中的動(dòng)能，在與管壁的摩擦中作為熱能耗散掉了；另一方面，即轉(zhuǎn)化為液柱的重力勢(shì)能。

2.增加的重力勢(shì)能可以利用嗎

我們可以嘗試用兩種方法用來釋放液柱的重力勢(shì)能：a.用一根長(zhǎng)度小于液柱理論上升高度的玻璃管插入液槽。由于理論高度大于管長(zhǎng)，當(dāng)管內(nèi)液面達(dá)到管口時(shí)，液體是否就會(huì)溢出了呢？正如我們上面所提到的液柱上升的動(dòng)因：表面層的張力作用。而張力的產(chǎn)生機(jī)制是因?yàn)楸砻鎸拥拿娣e要收縮到最小，當(dāng)液面與管口平齊時(shí)面積已經(jīng)達(dá)到最小了，且此時(shí)張力的方向?yàn)樗?，在豎直方向沒有分力，如此一來，根本不會(huì)出現(xiàn)管內(nèi)外液面的高度差。所以最終的現(xiàn)象是液面仍未到達(dá)管口，只是此時(shí)表面層的彎曲程度比達(dá)到理論高度時(shí)表面層的彎曲程度要小一些。b.在玻璃管側(cè)面破一個(gè)小孔，液體是否會(huì)從小孔流出呢？由圖3可知，大氣壓強(qiáng)P0=液柱底端壓強(qiáng)P1>液柱側(cè)面開口處壓強(qiáng)P2，因?yàn)?P0>P2，所以側(cè)面的開口處液體非但不會(huì)流出，還會(huì)使得破口處液體的表面層在內(nèi)外壓強(qiáng)差的作用下向管內(nèi)彎曲。如果想讓水從側(cè)面流出獲得重力勢(shì)能，則突破表面層需要的能量比釋放出的重力勢(shì)能還要多。事實(shí)上，雖然液注在毛細(xì)管中上升，重力勢(shì)能增加了，但這部分增加的能量卻是不可利用的，屬于非能源。

三、滴水試驗(yàn)

如右圖所示：將棉布條一端放入杯中液體內(nèi)，另一端懸掛在杯外。要想讓懸掛在杯外的一端有水滴出，需要滿足哪些條件？

1.實(shí)驗(yàn)原理：將棉布條等效于連通的軟管，因?yàn)槊?xì)現(xiàn)象，軟管中應(yīng)充滿液體。在杯外作一條與杯內(nèi)液面平齊的輔助線aa'，并以aa'為界。因?yàn)檫B通器的關(guān)系，同一深度處液體壓強(qiáng)處處相等，只有管口高度低于分界線，管口的壓強(qiáng)高于大氣壓時(shí)，才會(huì)有液體流出；反之，管口的壓強(qiáng)小于大氣壓，不會(huì)有液體流出。

2.與連通器的區(qū)別：a.棉布條由于毛細(xì)作用全部浸濕，而連通軟管則需實(shí)驗(yàn)者在杯外一端將杯中水吸入軟管；b.若將杯外的棉布條剪斷，使其斷口高于液面，由于斷口液體表面張力作用，無論如何不會(huì)有水溢出，也不會(huì)使水回流。但剪斷后的軟管口若高于液面，將會(huì)因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)高于管口液體壓強(qiáng)而使液體回流到杯中，此時(shí)因?yàn)閿嗫诿娣e相對(duì)較大，斷口處液體表面張力忽略不計(jì)。

此實(shí)驗(yàn)的作用在于將連通器的原理與毛細(xì)現(xiàn)象相結(jié)合，在整體壓強(qiáng)差的框架下注意到棉布條與連通管的個(gè)體現(xiàn)象差異，即需要考慮到毛細(xì)現(xiàn)象的特殊作用。另外，注意能量轉(zhuǎn)化的方向性，正如我們得出的結(jié)論，僅由毛細(xì)現(xiàn)象引起的重力勢(shì)能的變化是不可利用的，液體在管口既出不來也回不去。只有杯口與杯內(nèi)液面所形成的宏觀壓強(qiáng)差，才可以釋放重力勢(shì)能，使能量真正得以利用。