毛细管永动机

液体在毛细管中上升的能量来源是什么？为解答此问题，考虑一个半径为R的毛细管，若液体的表面张力系数为rL，则液体在毛细管中上升的高度为

这里是θ＝0液体完全浸润管壁的情况，其中ρ为液体的密度，液体在毛细管中具有的势能与质量为πR2hρ的液体升高1／2h具有的势能

根据能量守恒，这能量来自何处呢？这能量来源于液体对毛细管壁的浸润．固体的表面能是由于固体的表面力不对称产生的，如果我们用液体复盖固体表面，能减小这种不对称性，因此固体表面能也减少．固体表面浸润时释放出来的能量，使液体在毛细管中上升．其定性分析如下：

考虑固、液接触角θ＝0时的情况，根据前面所讨论的固、液、气接触处的平衡条件

TSr＝rL+rSL （3）

如果液体沿毛细管上升复盖1m2的管壁，那就等于我们破坏了1m2面积的rSV，得到1m2rSL，这时液体弯月面的面积没有变化，系统得到上升的能量（*）是

rSV-rSL

从等式（3）中，我们可以看到这能量等于rL，也就是液体浸润每1m2的管表面，就释放出rL的能量．升高h，释放的能量为

ε2＝rL2πRh （4）

将rL代入（4）式，我们便可得到固体表面能的损失为

ε3=πR2h2ρg

则ε2正好是ε1的2倍．如果液体完全无粘滞性，则将升高2h的高度，并且以h为平均位置在O和2h之间振动．但是在实际上，由于液体的粘滞性，将使超出的能量部分很快消耗掉，所以液体只能上升h高度．

根据这个道理也可说明毛细管不能引水上流的原因．例如图2所示，A、B是两支相同材料制成的相同直径的毛细管，液体在A管中上升的高度比B管高度还高，B管中的水所以不能自动流出来，是由于液体本身的粘滞性，使浸润管壁释放出来的能量不能使液体从B管端口流出，所以不能用毛细管来作永动机．

因为液体在毛细管中上升的能量来自固体的表面能，这样看来，你无法不外加能量的情况下把上升的这部分液体从毛细管中取出来。。。也就无法运用这部分势能。

能量守恒是不折不扣的真理，无论任何情况，即便是借助质能转化反应，从绝对意义上说仍然守恒