为什么会产生毛细现象呢？说起来道理还相当复杂，物理学把它们叫做表面现象。因为它涉及液体与气体的分界面，液体和固体的分界面，固体和气体的分界面附近分子之间复杂的相互作用。简单说来，在固体和液体接触的界面处的表面层由于固体分子与液体分子之间相互作用力的大小不同，有的固体被液体浸润（如玻璃和水、玻璃和酒精）形成凹形的弯曲液面，这时毛细管中的液体就明显上升。
有的固体不被液体浸润（如玻璃和水银），形成凸形的弯曲液面，这时毛细管中的液体就明显下降。物理学的研究指出：液体在毛细管中上升或降低的高度与液体的表面张力和密度以及毛细管的内径有关。
一般来说，液体的表面张力越大、密度越小，毛细管的内径越小，液体在毛细管中上升或下降的高度也就越明显。
毛细现象在我们日常生活、工作尤其是生理过程中起着重要作用。小朋友们都熟悉古诗：“锄禾日当午，汗滴禾下土，谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。”
为什么农民伯伯要在炎热的太阳下锄地呢？这是因为在农田的土壤中存在着数不清的毛细管，土壤中的水分会不断沿这些毛细管上升到地表被蒸发掉，加剧旱情。农民在烈日下锄地，除了清除杂草外，主要是为了破坏土壤表面的毛细管，使水分不再能上升蒸发，起到保护的作用。
至于毛细管在生理过程中所起的作用就更不用说了。在动物和植物的组织中，存在大量各种各样的微管，如毛细血管、淋巴管、汗腺、神经末梢等。而血液、养料和水分的输送正是依靠这些微管的毛细作用。可以毫不夸张地说，人体内一旦毛细血管阻断、坏死或破裂，人的生命也就结束了。比如号称“第三杀手”的心脑血管病，脑出血、脑栓塞就是毛细血管破裂出血或阻塞造成的。
此外，在现代工业中也广泛地应用了毛细管作用。比如在药物制剂生产中为了增加疗效，常常在药物中加入适当的物质以增加药物对器官的润湿程度，使器官能更好地吸收药物。
为什么水库大坝截面要建成上窄下宽的形状？
水库的高大水坝，从横截面来看，通常都是建成上窄下宽的梯形，或者迎水一面竖直，而背水一面呈上窄下宽的形状，还有，河堤也要建成上窄下宽的形状。这是为什么呢？
这是因为：
第一，水坝和河堤（简称堤坝）要受到波浪的冲击，同时，堤坝也要受到水横向压强的作用。水的横向压强，是与水的深度成正比的。也就是说，堤坝底部所受水的压力，要比堤坝上部受到的压力大得多。把堤坝筑得上窄下宽，既可以适应不同水深处压力的变化，又可以节约材料。
此外，把堤坝的底部筑得宽一些，可以使堤坝更加稳定，因为，堤坝的重力是垂直向下的，它与波浪横向的推力会形成斜向下的合力，如果合力作用线越出堤坝的底部，堤坝就会倾倒：堤坝顶部窄一些，底部宽一些，合力作用线就不致越出河堤的底部。因而，这样的形状可以防止坝体倾覆。
第二，水对水坝的总水压有把水坝整体向下游推动的趋势，坝基下要有与之相抗衡的静摩擦力，才能维持平衡。为此应增加坝的厚度来加大重力，以提高最大静摩擦力，提高抗滑的稳定性。
第三，上窄下宽的形状还可以使堤坝底部单位面积所承载的压力比较小，减轻了堤坝底部的负担，使堤坝根基更加牢固。
第四，坝下部受水的压强大，就有可能会有水渗过坝体。把堤坝下部修得厚些，就可以延长坝内渗透路径，以增大渗透阻力，从而提高堤坝的抗渗透能力。
你知道喷雾器为什么会喷雾吗？
农民常常用喷雾器给农作物和果树等喷洒农药，在我们家庭中常常使用喷雾器浇花。其实喷雾器的结构非常简单，在一个密封容器中装有液体，在液体中插入一个竖直细管，一个可以打气的活塞系统的出口连在竖直细管的上端，当我们用手反复推动活塞时，雾状液滴就从细管上方喷出。那么喷雾器为什么会喷雾呢？这实际上涉及物理学上关于流体的两个原理。
在物理学中把液体和气体称为流体，这是因为它们同固体不同，它们具有流动性。液体不仅具有流动性，而且它基本上不可压缩，即不论压强怎么变化，它的体积是不变的。由于这个原因，当液体在一个管道中流动时，粗的地方流动速度慢，细的地方流动速度快，这就是流体运动的连续性原理。我们常常看到的医用注射器、小朋友玩的水枪就是根据这个原理制造的。
在200多年前，瑞士数学家伯努利通过研究流体在流管中的流动规律发现了一条原理。这条原理指出，当流体水平流动时，流速快的地方压强小，而流速慢的地方压强大，这就是著名的伯努利原理。有了流体的连续性原理和伯努利原理，就可以很好地解释为什么喷雾器能喷雾的道理了。
喷雾器中用手推动的活塞的截面积要比出气小孔的面积大几百倍到上千倍，这样当用手推动活塞打气时，就有高速气流从出气孔喷出。根据伯努利原理，气流速度越快压强就越小，因此喷气孔的局部压强就非常小，几乎接近真空。而插在液体中的竖直细管的上端就恰好位于喷气孔前的低压区；而竖直细管的下端浸入液体中，受到大气压的作用。这样细管两端的压力差就把低处液体经竖直细管压到高处，液体一到达竖直细管上方就立刻被水平吹来的高速气流吹成雾状，这就是喷雾器能够喷雾的工作原理。
暖气的散热片为什么安装在窗下
严冬，在我国黄河以北广袤的土地上寒风呼啸，大雪纷飞。然而在有取暖设备的房间内却是温暖如春，鲜花盛开。不知朋友们注意到没有，一般情况下暖气的散热片都安装在窗户下面，你知道这是为什么吗？
要解答这个问题，首先就要讲一下供暖系统了，所谓供暖系统实际上是一个热交换系统。供热站有若干个大型采暖锅炉，把水烧到80℃左右，为了防止大量水垢形成，在水中还加入了水的软化剂。供热站依靠压力泵使热水在暖气管道中循环，一直送到用户的暖气散热片中。但暖气中的热水如何把热量传给室内呢？物理学的研究指出，热量传递方式有3种，分别是热传导、热对流和热辐射。
热传导是通过物体的直接接触，热从温度高的部分传到温度低的部分。比如一根一端烧红的铁棒我们绝对不敢用手直接拿另一端，因为热量经过热传导直接传到了另一端。不同的物质导热性能不同，金属导热性能好，而木头、空气导热性能不好，因此空气是热的不良导体，而铸铁是热的良导体，正因为这样，我们的暖气散热片都用铸铁铸造，以使它尽快把热量从散热器内部传递出来。
热量传递的第二种方式是热辐射。它是物体不经过任何介质把热量直接沿直线方向像光一样向外传递，一般炽热的热源就是通过这种方式向四周传递热量。比如太阳的热能就是通过热辐射直接传到地面上来的；软组织受伤或关节受伤病人到医院去“烤电”，实际上就是接受红外线发出的热辐射治疗。
热量传递的第三种方式叫热对流。这是我们最常见到的传热方式。比如我们烧开水时，下边的水受热膨胀，密度变小，在浮力的作用下上升；而冷水密度较大，在重力作用下下沉，于是就发生了冷热水的对流，使热能在水中均匀传递。
人们把暖气散热器安装在窗户下面也正是这个道理。由于空气是热的不良导体，因此依靠热传导不可能使房间迅速升温：同时，暖气散热片不是一个炽热的热源，因此也不可能通过热辐射使房间迅速暖和：只有使房间内的空气迅速对流起来才可以实现这一目标。
把暖气散热片装在窗户下面，当热空气由于密度小上升时，由于窗户附近的空气流动性最强，这样冷空气迅速下降，造成冷热空气对流速度最快。因此取暖时在热传导、热辐射相同的条件下，通过快速对流使空气迅速升温，效果最好。这就是把暖气散热片安装在窗户下边的道理。
为什么可以用水来切削金属？
人们常说：柔情似水，在许多人的印象中，水是平静、柔弱的代表。但是，水可以用来切割金属等坚硬的物体，这是为什么呢？
其实，人们早就注意到，外表柔弱的水实际上具有很大的力量，例如水滴石穿，一滴滴水可以在坚硬的石头上打出一个洞来，海边的礁石也被海浪“咬”得千疮百孔，瀑布垂下处的岩体会由于水的侵蚀不停地后退。所以古人说：“柔弱胜刚强”。
但在自然界，上述过程都要经过较长的时间，有时甚至需要数百年乃至上千年。这样的水是不能用来切割金属的。
人们在切削坚硬的材料时，通常采用一些特种合金或天然金刚石等制成的刀具，这些材料切割速度较慢，在切割中会发出强烈的噪声，并会产生热量从而对材料的强度造成不良影响，因而人们转而研究用水来切削材料的方法。
水怎样才能变得具有切削能力呢？人们迫使水以3倍声速通过微小的喷嘴，汇聚成的高压水流就有了切削不同材料的能力，因为高压水流的压强极大，足以将金属等材料切削开来。如果在水中掺入硅石或柘榴石等磨削材料，水流的切削能力还会增强。
利用高压水流，可以切割工具钢、装甲板、防弹玻璃、铝板、钛板，也可以用来开采矿山，代替通常的爆破方式，比如现在已经普遍采用的水力采煤。在坚硬的岩石上打眼和破碎岩石。
用高压水流切削材料，既安全、经济，又干净、卫生，而且水可以将切削过程中所产生热量的绝大部分带走，避免了高温对材料强度造成的不良影响。
升到空中的气球到哪里去了？
在重大节日或者开运动会时，放飞气球往往是一项不可缺少的节目，看着五颜六色的气球缓缓飞向空中，人们心中充满了快乐。
为什么节庆中放飞的气球能飞上空中，而我们平常用嘴吹起的气球却飞不起来呢？原来，节庆用的气球里充的是氢气或氦气，它们比空气要轻许多，因而能飞上天空。现在人们减少了氢气的使用，主要是因为氢气遇火会爆炸，非常危险，而氦气是惰性气体，它的物理性质不活泼，非常安全。我们平时用嘴吹气球时，向气球中吹入的主要是肺里的二氧化碳，二氧化碳比空气重，所以飞不起来。
我们会发现这样一种现象，气球飞上高空后，从来没有一个能重新落回地面的，那么，它们逃到哪里去了呢？
原来，随着高度的增加，大气变得越来越稀薄，大气压强减小，气球内外压强差增大，扎住口的气球中的气体在外界压强减小的情况下会逐渐膨胀起来，橡胶气球膜被撑得越来越薄，当膨胀到一定程度时，气球就会被胀破，发生爆炸。这就是为什么我们从来看不到有气球落回地面的原因。
在高空中飞行的飞行员或在几乎没有空气的太空中航行的宇航员，也会遇到由于空气稀薄而造成的麻烦，如果没有任何防护措施，他们的身体就会胀得很大，最后发生身体爆炸。所以，飞行员和宇航员都要穿着特制的防护服，以保持身体内外压强的平衡。
为什么变速自行车能变速？
中国是自行车王国，对于许多人来说，自行车是生活中必不可少的交通工具。过去，人们骑的自行车多是不会变速的普通自行车，现在越来越多的人骑上了可以变速的赛车和山地车。赛车和山地车都可以变速，也就是可以用不同的速度骑行。那么，它们是怎样实现变速的呢？
自行车是用脚踏板转动链轮，链轮通过链条带动后轮轴上的飞轮，飞轮再带动自行车的后轮，后轮驱动整个自行车行驶。普通自行车的脚踏链轮与飞轮的齿数比是固定的，骑车的速度就由两脚蹬车的速度决定，蹬得快，自行车跑得就快，反之则慢。同时，链轮与飞轮的齿数比越大，也就是说，链轮越大飞轮越小，骑行速度就越快，但是却更加费力，反之，如果链轮较小，速度减慢，却可以比较省力。
变速自行车则不同，变速自行车的设计目的有两个：一是为了提高速度，二是为了省力。为了达到这两个目的，必须使链轮与飞轮的齿数比不再固定。例如变速赛车，有2个齿数不同的链轮和6个齿数不同的飞轮，在骑行时，按照不同的组合来改变前后齿轮的齿数比，就可以达到变速的目的。比如，在比赛中想提高速度，赛车手往往用较大的链轮与最小的飞轮相组合，加上运动员的快速骑行，就可以得到最大的速度；而在爬坡时，可以用较小的链轮与较大的飞轮组合，这时车速较慢，但可以省力。
