
把纸巾一角浸入水中,水会越过杯中水面,沿纸巾向上扩散。纸巾并没有产生吸力;关键是纤维之间布满相互连通的细小孔隙,形成许多形状不规则的毛细通道。
纸张的主要成分纤维素含有许多能与水形成氢键的羟基,因此水容易润湿纤维。水接触狭窄孔壁后,弯曲的液面与表面张力产生压力差,推动水进入更干的孔隙;水分子之间的内聚作用又使后面的水随之移动。纸巾看似把水“拉”了上去,其实是润湿、分子作用和液面曲率共同造成的毛细作用。
孔越细,理论平衡上升高度通常越大,但流动也会更慢,因为狭窄通道的黏滞阻力更强。实际纸巾的孔径并不均一,纤维还会吸水膨胀,所以水迹边缘常不整齐。水也不会无限上升:水柱重量逐渐增加,最终与毛细压力平衡;在纸巾上,蒸发和复杂孔路还会进一步限制传播。由此可见,“吸水性强”不仅取决于材料喜欢水,还取决于孔隙怎样连接,以及水能否持续流过。
https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/10-2-properties-of-liquids
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