什么是毛細現(xiàn)象在生物中有什么體現(xiàn)
毛細現(xiàn)象在一些線度小到足以與液體彎月面的曲率半徑相比較的毛細管中發(fā)生的現(xiàn)象。那么你對毛細現(xiàn)象了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于毛細現(xiàn)象的內(nèi)容，希望大家喜歡!
毛細現(xiàn)象的簡介
毛細現(xiàn)象(capillarity) 在一些線度小到足以與液體彎月面的曲率半徑相比較的毛細管中發(fā)生的現(xiàn)象。毛細管中整個液體表面都將變得彎曲，液固分子間的相互作用可擴展到整個液體。日常生活中常見的毛細現(xiàn)象，如水因能潤濕玻璃而會在細玻璃管中升高;反之，水銀卻因不能潤濕玻璃而在其中下降。究其原因，全在于液體表面張力和曲面內(nèi)外壓強差的作用。
液體表面類似張緊的橡皮膜，如果液面是彎曲的，它就有變平的趨勢.因此凹液面對下面的液體施以拉力，凸液面對下面的液體施以壓力。浸潤液體在毛細管中的液面是凹形的，它對下面的液體施加拉力，使液體沿著管壁上升，當(dāng)向上的拉力跟管內(nèi)液柱所受的重力相等時，管內(nèi)的液體停止上升，達到平衡。同樣的分析也可以解釋不浸潤液體在毛細管內(nèi)下降的現(xiàn)象。
毛細作用，是液體表面對固體表面的吸引力。毛細管插入浸潤液體中，管內(nèi)液面上升，高于管外，毛細管插入不浸潤液體中，管內(nèi)液體下降，低于管外的現(xiàn)象。毛巾吸水，地下水沿土壤上升都是毛細現(xiàn)象。 在潔凈的玻璃板上放一滴水銀，它能夠滾來滾去而不附著在玻璃板上。把一塊潔凈的玻璃板浸入水銀里再取出來，玻璃上也不附著水銀。這種液體不附著在固體表面上的現(xiàn)象叫做不浸潤。對玻璃來說，水銀是不浸潤液體。
在自然界和日常生活中有許多毛細現(xiàn)象的例子。植物莖內(nèi)的導(dǎo)管就是植物體內(nèi)的極細的毛細管，它能把土壤里的水分吸上來。磚塊吸水、毛巾吸汗、粉筆吸墨水都是常見的毛細現(xiàn)象。在這些物體中有許多細小的孔道，起著毛細管的作用。
有些情況下毛細現(xiàn)象是有害的。例如，建筑房屋的時候，在砸實的地基中毛細管又多又細，它們會把土壤中的水分引上來，使得室內(nèi)潮濕。建房時在地基上面鋪油氈，就是為了防止毛細現(xiàn)象造成的。
水沿毛細管上升的現(xiàn)象，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響很大。土壤里有很多毛細管，地下的水分經(jīng)常沿著這些毛細管上升到地面上來。如果要保存地下的水分，就應(yīng)當(dāng)鋤松地面的土壤，破壞土壤表層的毛細管，以減少水分的蒸發(fā)。
毛細生物現(xiàn)象
毛細現(xiàn)象與植物飲水
毛細現(xiàn)象在生物學(xué)中有廣泛的應(yīng)用，如動植物的毛細血管，鋤松土壤以破壞土壤的毛細管，減少表面水分的蒸發(fā)等。本文就部分毛細現(xiàn)象實驗與植物體的毛細現(xiàn)象實驗進行對比，以此了解物理學(xué)與生物學(xué)綜合的意義。
1、根和莖的毛細現(xiàn)象
根是維管植物由胚根發(fā)育而來的體軸的地下部分。由主根及其許多側(cè)根構(gòu)成根系。主要的功能是為了固著植物體和支持地上部，并從土壤中吸收水和溶于水中的無機養(yǎng)料，亦有運輸、貯存和合成某些有機物質(zhì)的功能，并能向外分泌代謝廢物。根尖表皮細胞向外突出的毛狀物稱為根毛，是根吸收水分和無機鹽的主要部分。
由于根的上述功能，在進行植物吸收水分的教學(xué)時，一般用有根的鳳仙花進行吸收水分實驗;將鳳仙花插入有紅墨水的水杯中，水面上滴入植物油，杯口用脫脂棉堵塞，以減少蒸發(fā)。靜置十多小時后，首先觀察液面的下降。為了說明植物吸收水分導(dǎo)致液面下降，可以進行對照實驗，幾只杯子的水同樣多，水面滴入同樣多的植物油，并都用脫脂棉塞住瓶口，經(jīng)過同樣長的時間后，插有鳳仙花的瓶子水面下降更明顯。還可觀察鳳仙花的葉子和莖，剪斷或揭去表皮，可以看到紅色墨水已沿莖的表皮上升。后者只需幾個小時。
事實上，直接用莖來做實驗，同樣可以看到紅色墨水上升的現(xiàn)象。莖是維管植物由胚芽發(fā)育而來的體軸部分。其主要功能出是輸導(dǎo)及支持。如果我們用蠶豆、油菜、蔥、柳枝、松樹及菊花的莖等，插入到紅色水中，幾個小時后，就可以在莖的表皮下觀察到水的上升現(xiàn)象，在花瓣和葉脈上也可見紅色。
2、植物的蒸騰作用
植物體能由根、莖輸送水分，主要由根床(地下水的壓力)、毛細現(xiàn)象和蒸騰作用。大氣壓由于互相抵消，不應(yīng)是主要原因。
蒸騰作用主要是由葉下表面的氣孔產(chǎn)生。將密閉的塑料袋扎在植物的樹葉上，在陽光下很快就會有大量水珠在塑料袋中形成。這一蒸發(fā)導(dǎo)致植物要不斷地從根莖中輸送水分。
葉下表皮的氣孔觀察也是很有趣的活動。用蠶豆葉或蔥葉，由刮胡刀片在葉背面淺淺劃一小方塊，再用及時貼揭下表皮，并用酒精洗(或用刀片刮)去葉綠體，然后直接貼到載玻片上，就可以用顯微鏡觀察氣孔了。
葉的氣孔在早晨張開的較大，中午太熱，為了減少蒸發(fā)量，張開的小。為了觀察氣孔，顯然應(yīng)選擇在早晨摘取的葉子。證明這一結(jié)論也是一項有趣的研究活動。在同一植株(如同一棵蠶豆植株)上，分別在早晨及中午摘取多片葉子，獲得葉下表皮，并盡可能用同樣處理方法，在顯微鏡下觀察，結(jié)果是早晨的葉子氣孔多且大。
實驗時，為了比較莖中存在的毛細現(xiàn)象與蒸騰作用的大小，進行對照實驗：分別用剪去葉子和未剪去葉子的同一種植物的莖，插入同一個紅色水的瓶中，結(jié)果，莖中都有紅色水上升，而沒有去掉葉子的莖上升的時間長。
莖能傳輸水分與蒸騰作用有關(guān)，同時葉的氣孔能進行蒸騰，也是通過葉的毛細現(xiàn)象來傳輸水分的。
毛細現(xiàn)象的公式
液柱上升高度是：h=2γcosθ/(ρgr)
此處，
γ= 表面張力;θ= 接觸角;ρ= 液體密度;g= 重力加速度;r= 細管半徑。
當(dāng)θ>90度，這表示彎液面為凸面;同時h<0，表示流體在毛細管下降，即汞在玻璃管的情況。
對于在海平面上，裝了水的玻璃管，
γ= 0.0728 J/m θ= 20° ρ= 1000 kg/m3 g= 9.8 m/s 液柱高度為：
根據(jù)此方程式，理論上在1m寬的管中，水可以上升0.014 mm(因此極不容易被察覺);另外在1 cm寬的管中，水可以上升1.4 mm;而在半徑0.1 mm 的毛細管中，水可以上升14 cm。
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