毛細管現象

容器の中から逃げ出す?水!(No.45)

お気に入りに追加お気に入り

容器の中から逃げ出す?水! 容器の中から逃げ出す?水!

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

どうしてなのかな?

学校の理科の実験でおなじみの毛細管現象。でも、「なぜ?」と考えたことがありますか?毛細管現象には(1)液体の表面張力 (2)固体と液体の濡れやすさ(3)毛細管の直径の3つが関係しています。
水と水との分子の間には分子間力(凝集力)が働いていて、水の分子どうし、お互い四方八方に引き合っています。しかし、水面の水の分子は空気に接しているため、水の中だけに引っ張られて表面が丸くなります。このとき、水面に働いている力が表面張力です。細いガラス管を水につけると、水の分子に働く分子間力(凝集力)よりもガラスと水の分子との間に働く力(付着力、濡れやすさ)の方が大きいため、水はガラス管の壁に引き寄せられてせり上がります。そして、この力と上昇した水の重さがつり合う位置まで水は上へ移動します。ガラス管が細いほど上昇した水の重さは軽くなるので、水はより高い位置まで移動していきます。

そうかなるほど!

毛細管現象は、細いガラス管の中だけで起こる現象ではありません。たとえば布でも実験することができます。布は細い繊維をより合わされた糸を縦糸と横糸とにして織り上げたもので、内部には繊維どうし、糸どうしのすき間がたくさんあります。この細かなすき間が細いガラス管と同じ働きをして、水を吸い上げます。また、水に濡れやすい性質をもっている物質ほど現象が起こりやすく、布では天然繊維の綿や麻、絹などの方が合成繊維よりも顕著な毛細管現象を示します。

もしこの実験が気に入ったらシェアしてください