核心概念
物理學
附著力
內聚力
表面張力
重力
簡介
樹木如何將水吸到它們的葉子上？紙巾如何吸收溢位的液體？這些事情之間有關係嗎？嘗試這個專案來了解毛細管作用，並重復一個 100 多年前的經典演示！
背景
你有沒有仔細觀察過玻璃杯中的水？你可能會注意到水的表面不是完全平坦的，而是形成一個小的邊緣，稱為彎液麵，它在玻璃邊緣周圍向上彎曲。這發生是由於兩種力：附著力（水分子和玻璃之間的吸引力）和內聚力（水分子彼此之間的吸引力）。水分子之間的內聚力產生了表面張力，或者說水的表面像一層有彈性的“皮膚”一樣。表面張力有助於防止雨滴破碎，並允許水黽等昆蟲在水面上行走而不會下沉。它還有助於水沿著玻璃邊緣上升：當一些水分子由於它們對玻璃的吸引力而被拉起時，它們會把表面上的其他水分子也一起拉上來。
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這種現象稱為毛細管作用，它允許水被吸入小縫隙中，看似違背了重力。對於玻璃杯中只有幾毫米高的彎液麵來說，這似乎沒什麼大不了的。但是，紙巾如何將水吸上幾英寸，或者樹木如何將其拉高數十甚至數百英尺呢？它們怎麼可能把水拉得那麼高？在本活動中，您將研究間隙的大小如何影響水上升的高度。
材料
兩個帶玻璃蓋的小相框
兩個回形針
橡皮筋
托盤或盤子
水
食用色素
抹布
準備
將您的材料收集在可以容忍有食用色素的水溢位的工作面上。
在托盤或盤子中裝入淺層水，並混入幾滴食用色素。
從相框中取出玻璃板。
步驟
使用橡皮筋將兩塊玻璃板固定在一起，兩個回形針作為墊片放置在相對的邊緣之間。你認為你能讓水違抗重力嗎？
將玻璃板的一邊（沒有回形針的一邊）浸入水中。保持玻璃板靜止，等待幾秒鐘。發生了什麼？
分開玻璃板，並用抹布擦乾。
再次使用橡皮筋將玻璃板固定在一起，但這次只在一側使用一個回形針（因此在相對的邊緣，玻璃板應該相互接觸）。
將玻璃板的一邊（與帶有回形針的一側相鄰的邊，而不是相對的邊）再次浸入水中。保持玻璃板靜止，等待幾秒鐘。這次發生了什麼？
附加：嘗試修改測試的引數，例如使用更大或更小的玻璃板；使用更厚或更薄的物體作為墊片而不是回形針；使用不同的液體等。結果如何變化？
觀察和結果
當您在玻璃板之間放置兩個回形針作為墊片時，它們之間的間隙寬度在各處都是相同的。當您將玻璃板的邊緣浸入水中時，水會被毛細管作用吸入間隙中（食用色素使這更容易觀察到）。因為間隙的寬度在各處都相同，所以水應該沿著玻璃板的長度上升到大約相同的高度。
當您移除一個回形針時，有趣的事情發生了：間隙現在在一端更寬，並逐漸變窄，直到消失並且玻璃板接觸。這次當您將玻璃板浸入水中時，隨著間隙變窄，水會上升得更高。產生的形狀稱為雙曲線。這表明毛細管作用如何在較窄的空間中將水抬高。隨著間隙變寬，水的重量增加的速度快於將其拉起的力，因此水無法上升得那麼高。因此，如果您想將水吸得很高（例如一直吸到樹中），則需要非常窄的間隙！
清理
使用抹布擦拭任何溢位的水，並將玻璃板擦乾。
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