東京工科大学　工学部　応用化学科　ブログ

これもwikipediaの記述を引用しましょう。上の図と共に毛細管現象は

細い管状物体（毛細管）の内側の液体が、外部からエネルギーを与えられることなく管の中を移動する物理現象である。

と説明されています。

　図では水だけでなく水銀の例も紹介されていますから上昇だけでなく下降も起こることを考慮して「移動する」という表現になっているのでしょう。

　ここでは水とガラスの場合について考えましょう。水とガラスとが接触するとガラスの表面にあるシラノール基と水分子との水素結合が生じて結合力が生じる。分子のレベルで起こる現象はこれだけですが、ガラスが管になっていて水面に垂直に立っている場合にはガラスと水の界面を少しでも多くしようとしてメニスカスが生じる訳ですね。

　さて、まずガラス管の直径が凄く大きい場合を考えてみましょう。メニスカスが生じるのはガラスの壁の影響が及ぶ範囲に限られていますから管の中央部分は普通に真っ平らな水面ができています。明鏡止水と言いましょうか。振動などがなければ完全な平面ができるのですね。

　逆にガラス管の直径が小さくなったらどうなるのか。ガラスの壁からの距離はガラス管の半径より小さいのですからいつか水面の全てが「ガラスの壁の影響が及ぶ範囲」に入ってしまいます。水とガラスの場合、メニスカスは上の方に引き上げられるので、液面全体が上に引き上げられる。ガラス管の中に勝手に（つまり外部からエネルギーを与えられることなしに）水が登ってゆくことになるのです。

　このように考えるとメニスカスの形成と毛細管現象とは同じ現象の別側面、といった関係にあることがわかりますね。

江頭 靖幸