为什么布条能从瓶子内吸出水来自动浇花？小小装置中包含了重要的科学原理，即“液体的毛细现象”。毛细现象(又称毛细管作用)，是指液体在细管状物体内侧，由于内聚力与附着力的差异克服地心引力而上升的现象。

毛细管作用效果图

布条棉纱之间的空隙如同很多根毛细管，毛细管内液体的表面类似绷紧的橡皮膜，如果液面是弯曲的，它就有拉紧变平的趋势。因此，凹陷的液面对下面的液体具有向上的拉力，促使毛细管内的液体上升。

毛细管作用示意图

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身边的毛细现象

自然界里有许多毛细现象的例子。植物茎内的导管就是植物体内极细的毛细管，它能把土壤里的水分吸上来。日常生活中，海绵吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨、纸巾吸水、墙角返潮……都是常见的毛细现象。在这些物体中有许多细小的孔道，承担起毛细管的功能。

常见的毛细现象

有些毛细现象是有害的。比如，建筑房屋的时候，在砸实的地基中毛细管又多又细，它们会把土壤中的水分引上来，使得室内潮湿。因此，为了防止毛细现象造成的潮湿，建房时要在地基上面铺油毡。再比如，土壤里有很多毛细管，地下的水分经常沿着这些毛细管上升到地面上来，如果要保存地下的水分，就要锄松地面的土壤，以破坏土壤表层的毛细管，减少水分的蒸发。

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毛巾永动机？

历史上，永动机一直被人们讨论。

对于毛细现象，也有人试图设计永动机。当我们把一条干毛巾的一端浸在水里，水会沿着毛巾往上攀升，也就是说水从低处被吸到高处。如果让高处的水流下来发电，然后再沿着毛巾爬上去，如此往复，岂不是不用外加能源，就可以源源不断地发电？实际上，这是历史上众多永动机设想中的一个，它同其他永动机一样，违背了能量守恒规律，自然是不能成功的。

利用毛巾吸水发电的永动机假想

17世纪，波义耳提出了“自循环水壶的设想。他设计了一个水壶，底部接有一根细细长长的管子通向水壶的上方。波义耳认为，由于毛细管作用，液体会被细管吸引，克服重力沿着管壁上爬，最终流回壶中，形成循环永动。然而，细管中的液体最终无法从管中流出，这个设计最终宣告失败。

为什么不能成功呢？

干毛巾一头放在水里，结果整条干毛巾湿了，这个过程中，的确有一部分水的位置上升，因而增加了势能，但这个增加的势能并不是凭空产生的，是毛细现象中的各种力在做功，系统中其他能量（如表面能）会相应地减少，系统总能量是守恒的。

水力发电的能量源泉，是由太阳蒸发到空中的水汽变成雨水，雨水落回到大地汇聚成溪流而产生的势量。因此，产生的电能，归根结底是消耗了太阳的能量。

同理，植物蒸腾作用中的毛细现象，也是由于太阳不断照射提供能量。而毛细现象中，各种能量并不能像太阳一样源源不断地产生（详细解析可以参阅网络文章《界面上的世界之毛巾永动机》），因此注定不能成功。

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