摘要
本文主要介绍了毛细现象发生过程中的能量变化情况，即液体重力势能和表面能的增加和分子势能的减小，以及它们之间的定量关系。 正文
在生活中，我们经常碰到一些奇怪的现象。例如我们将一根很细的管子插入到液体中，管内的液体高度会高于管外，将吸水纸或者毛巾的一端放入液体中，液体会沿着吸水纸或毛巾上升，等等。这些都是毛细现象。速率常数毛细现象就是指液体在细管状物体内侧，由于其表面张力和与管壁的作用力的共同作用，克服地心引力而发生变化的现象。
液体的表面张力是指液体表面由于分子引力不均衡而产生的一种沿着液体表面的作用力。水杯中的水虽然已经满了，但是再加入一点水也不会溢出来，还有水在树叶上呈现出近球形，这些都是表面张力作用的结果。表面张力的作用结果是使得液体的表面积尽可能减小，以减小液体的表面能。
酿酒酵母在毛细现象中，液体沿着毛细管上升，使得毛细管内的液面高度高于管外。这时管内的液面可能呈现出凸液面或者是凹液面。这两种液面是由于液体浸润和不浸润毛细管壁造成的，但是这两种液面的表面积相对于平的液面都比较大，所以液体的表面能增加，而毛细管内液面高于管外，说明液体的重力势能也增加了。这两种能量的增加来源于液体分子内能的减小。液体分子在进入毛细管时会在管壁表面形成一层附着层，附着层的厚度只有一个分子的引力作用半径。这里的液体分子与管壁直接接触，和管壁上的固体分子之间有分子间的作用力，同时这里的液体分子和其他的液体分子之间也有分子间作用力。这样附着层中的液体分子受到的引力作用就比内部的液体分子更强，所以他们的能量就低于内部液体分子，这就是液体重力势能和表面能增加的来源。当液体分子和固体分子之间的作用力更大时，附着层中的液体分子就会更靠近管壁的固体分子，内部的液体分子也会尽量挤入附着层，这样附着层就具有更大的延展倾向，液体就会浸润管壁，形成凹液面；同样，当液体分子之间的作用力大于液体分子和固体分子之间的作用力时，附着层中的液体分子就会远离管壁，这样液体就不浸润管壁，形成凸液面。
毛细现象中液体分子势能减小，液体重力势能和表面能增大，但是前者的减小量和后者的增加量并不相同。事实上，前者更大一些。这可以用毛细现象的谐振子模型来解释。根据
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Young方程，发生毛细现象时固-气界面的表面能等于固-液界面的表面能加上液集成供应链管理系统-气界面的表面能乘于接触角的余弦值。利用该公式，我们可以得到管壁界面发生变化系统所产生的能量变化，即液体分子所损失的势能。然后在毛细现象的发生过程中，表面张力和重力的合力（称为毛细作用力）是一个回复力，如果没有摩擦，液体会在这个回复力作用下做简谐振动，平衡高度为h=2αcosθ/ρgr，振幅也为h，由于界面变化产生的动能和重力势能互相转化。然而实际过程是有摩擦力的，这样液体振动的振幅就会不断减小，最后液面稳定在高度为h处，在这个过程中，液体分子所损失的势能仅有二分子一转化为液体的重力势能，还有一部分转化为液体的表面能，另外一部分通过摩擦做功变为热能损失掉了。
利用毛细现象的谐振子模型，不仅解释了毛细现象中能量的转化过程，同时还得到了毛细现象达到平衡时的平衡高度，即h=2αcosθ/ρgr，这个结果与用静力平衡算得的结果相同。同时，由于毛细现象中能量转化的过程中有摩擦力，有一部分能量转化为热能，所以这是一个不可逆过程，即毛细现象的不可逆性。同时，由于毛细现象是一个等温等容过程，而且该过程不可逆，所以这一过程中的自由能F减小，从这一点也可以推出毛细现象的平衡高度。
毛细现象中的能量变化还可以通过其他方式进行讨论和计算，如利用毛细现象中的浸润功和粘附功进行计算。通过对毛细现象中微观过程的深入分析，研究其能量变化，我们可以更好地解释和利用这一现象。如在建造房屋时，应该先在地面上铺上一层油毡，防止毛细现象使得地基松动和房屋湿度过高：在农业生产中需要经常锄地以破坏地面上的毛细管，减少土壤水分的散失。
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毛细现象的发生过程是液体分子势能转化为液体重力势能和表面能的过程。这种转化过程是一个不可逆过程，分子的势能仅有一半转化为了重力势能，还有部分转化为了液体的表面能，另外一部分转化为热能散失了。
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