毛細管現象とは、重力に逆らって、土壌などの多孔質材料を通る水の移動です。水は、水の分子と材料の分子との間の引力である凝集力と付着力によって材料に吸い上げられます。
土壌中の水分は植物の根に吸収され、まったく助けを借りずに残りの器官に上向きに推進されます.植物は、その資源を補充するために栄養素を水に沿って押し出すために、重力を無効にしたり克服したりする力を出しません。力を入れずに水が重力に逆らって上昇する仕組みとは？ここで使われている魔法は何ですか?
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毛細管作用の定義
細いチューブ内の液体の驚くべき上昇は、毛細管現象または単に毛細管現象と呼ばれます。実際、毛細管現象は人々を深く魅了してきたため、アインシュタインの最初の論文は原因と結果や重力に関する難解な理論を探求せず、光の粒子の性質も実証していませんでした。代わりに、彼の 毛管作用から引き出された結論 について説明しました 、彼の奇跡の年論文の名声の中で今では隠されている論文.
アイルランドの化学者ロバート・ボイルは、彼が言うように「数人の好奇心旺盛なフランス人」の観察に興味をそそられ、細いチューブを赤ワインに浸し、水銀とは異なり、ワインがチューブ内で特定の高さまで上昇する様子を目撃しました.フランス人とボイルが観察したように、水とワインは上昇するのに、水銀は上昇しないのはなぜですか?最終的に、化学者は、液体が上昇するか下降するかは、液体の分子とチューブの分子との間の凝集力と接着力という 2 つの力に依存することに気付きました。
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凝集力と接着力
凝集力は、名前が示すように、凝集を引き起こす、または液体の分子を結合する引力です。浸透に抵抗する液体の特性である表面張力に力を与えるのは凝集力です。それらは、水を構成する水素の分岐原子など、類似の原子の間に存在します。
接着力はそれほど違いはありません。これらも引力ですが、それらが助長する引力は、類似の原子間ではなく、異なる原子間で現れます。それらの名前が示すように、それらは接着を引き起こし、分子の 1 つのファミリー (この場合は液体) を別の分子のファミリー (ここではキャピラリー表面) に接着します。
液体は、その分子とチューブの分子との間の接着力が自身の分子間の凝集力よりも大きい場合にのみ上昇します。水と養分を運ぶ植物の細い茎などのチューブは、その接着面に沿って液体を引き寄せて高く「引っ張り」ます。 
水銀のような液体は、その凝集力が液体とガラスの間の接着力よりも大きいという単純な理由で、ガラス管内で上昇しません。実際、水銀の凝集力は非常に強いため、いわゆる毛細管斥力を示します。水銀は上昇せず、逆にチューブ内で下降します!ただし、毛細管現象は液体の特性だけでなく、チューブの化学組成の関数であることを理解することが不可欠です。
液体が上昇すると、その表面の上部が凹んだ形になります。これは、接着力と結束力が常に関与している闘争を表しています。最終的に、より多くの水がチューブに入るにつれて、凝集力は接着力を打ち消すのに十分な強度を獲得します:平衡が達成されます。これは凹面の平坦化から明らかです.
高さ
毛管上昇の高さは、次の式によって決定されます:
液体が上昇する高さは、チューブの半径に反比例することがわかります。チューブが広いほど、上昇は少なくなります。これは、幅の広いチューブはその表面に接触する液体の量が少なくなることを意味し、論理的に接着力が減少するためです。
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最後に、接着力は最初は重力に打ち勝つほど強力ですが、最終的には重力が勝利を収めます。水がチューブ内に蓄積すると、特定の高さで液体の質量が大きくなりすぎて、接着力が持ち上げられなくなります。この高さでは、分子間力は重力によって完全に打ち負かされます。
