毛細上升高度，是一個生活中常見的物理現象。
基本介紹
- 中文名：毛細上升高度
- 概述：水的表面張力和收縮作用
- 原理：P=σcosθ
- 上升的作用力：有效作用力P乘以管之圓周長2π
概述,原理,
概述
毛細管中的水表面是一個彎月面，從而使其表面積增大，而一旦液面增大，水的表面張力和收縮作用，促使液面要恢復水平，於是使得毛管內水隨之上升，以減少表面積，這樣直到表面張力向上的拉引作用與管內升高的液柱重量達到平衡為止，管內的水才停止上升。這種使液體在管內上升的濕潤力就是毛管力。
原理
毛管力可分解為與管壁平行的力P以及與管壁垂直的力，其中與管壁平行分力是使管內液體上升的有效作用力，其值為：
P=σcosθ
使水分上升的作用力為有效作用力P乘以管之圓周長2π，即2πrσcosθ。
如以H表示毛管水上升達到平衡時的水柱高度，則毛管力需要克服的重力為：H*πr2*ρg
當毛管力與重力相平衡時，毛管水上升達到最高,即2πrσcosθ= H*πr2*ρg
H=2σcosθ/rρg
式中：r——毛管半徑，m。
ρ----液體的密度，kg/m3
g-----重力加速度 m/s2
σ----液體的表面張力 牛頓/m
θ――為彎月面與毛管之間的夾角
當毛管完全濕潤時，θ=0o,常溫下σ=72.8×10－7牛頓/m, ρ=1，g=9.8 m/s2
則 H=15×10-6/r (m)
如果毛管力換算成以米為單位的水柱高度Pc，則不難得知，在數值上毛管力等於最大毛細上升高度H：
Pc=H
可見，毛管力與毛細管半徑成反比，毛管愈細毛管力愈大，毛細上升高度愈高。
