金鑰匙賽題解析:毛細管自動水車

　　毛細管現象，指的是把1支半徑一定的毛細管垂直插入液體(本題是水)中，若液體能潤濕管壁，管中就會形成一個凹形液面，從而產生一個指向大氣的附加壓力，使管內凹液面下的液體受到的壓力小于管外水平面下液體所受的壓力，這個壓力差使水沿毛細管上升，直到上升的液柱所產生的壓力與附加壓力相等為止。
　　當溫度一定時，毛細管徑越細，液體密度越小，液體對管壁潤濕越好，液體在管中上升就越高。這里管中液體能否上升，關鍵是管內是否存在凹液面，有凹液面，液體就會上升：沒有凹液面，液體就不會上升。如果液休不潤濕管壁，則凹液面向下，管內液體不僅不會上升，還會下降。
　　這位同學設想通過毛細管現象將水提升到高處，增加水的勢能，然后讓水沿水槽流下，把勢能轉化為動能，推動小車轉動；落下的水又通過毛細管現象，再將水提到高處，如此循環，在不加入外界能源的情況下，源源不斷地向外輸出能量。
　　但從設計圖可以看出，需要毛細管提升的液體高度盡管遠小于正常毛細管可能上升的高度，而用于提升液體的毛細管的兩端都浸在水里，沒有凹液面存在，所以水無法在毛細管中上升，水不會升高。實際上，這時它已成為一支支連通管，只要水層的重力足以克服毛細管對水的阻力，水只會順著毛細管往下流，而不會往上升，因此這個裝置其實是臺不能運轉的“永動機