Вода поднимается стволу дерева

Почему вода в деревьях поднимается. Каким образом деревья всасывают воду? Как объяснить это с точки зрения физики

Долгое время механизм подъема воды к верхушкам высоких деревьев оставался загадкой для фитофизиологов, однако теперь мы представляем его себе достаточно хорошо. Проблема эта казалась столь трудной, поскольку было известно, что под действием атмосферного давления столб воды может подняться не выше чем на 10 м, а самые высокие из деревьев достигают в высоту более 100 м. Приходилось, следовательно, допустить, что здесь действует еще какая-то сила, превышающая силу атмосферного давления приблизительно в 10 раз. Теперь мы знаем, что это не что иное, как сосущая сила атмосферы, порождаемая крайне низкой величиной ее водного потенциала.

В свое время высказывалось мнение, что если бы в таких условиях в водных столбах возникало натяжение, то в них наблюдалась бы кавитация — образование полостей, заполненных только водяными парами и потому блокирующих перемещение воды снизу вверх. Убедительно показано, однако что в чистой стеклянной трубке, заполненной водой, не содержащей никаких растворенных газов, кавитации не происходит даже при натяжении в несколько сотен бар; препятствует кавитации когезия — сцепление молекул воды под действием сил притяжения. В сосудах ксилемы молекулы воды связаны не только друг с другом, за счет сил когезии (сцепления) , но также и со» стенками сосудов (очень гидрофильными) —за счет адгезии (прилипания) ; эти силы тоже препятствуют кавитации в сосудах ксилемы при обычно наблюдающемся натяжении.

Продемонстрировать этот механизм, т. е. присасывающее действие транспирации в сочетании с силами сцепления водного» столба при натяжении воды, можно с помощью следующего опыта. В верхней части стеклянной трубки, заполненной водой, , плотно закрепляют срезанную облиственную ветку, а нижний конец трубки погружают в ртуть. Если стекло чистое и вода в трубке не содержит растворенных газов, то ртуть вследствие транспирации листьев может подняться в трубке на высоту более 760 мм, т. е. выше того уровня, до которого она поднимается в барометре при атмосферном давлении в 1 атм. Система эта чисто физическая; она совершенно не зависит от жизненных свойств растительных клеток. В самом деле, транспирация происходит, даже если клетки стебля убиты паром лишь бы только не были убиты листья. В этом приборе можно даже заменить ветку какой-нибудь испаряющей поверхностью, например куском гипса.

калпилярные явления.. . в стволе, ветках, листьях есть капилляры, очень тонкие, по ним поднимается вода. высота подъема зависит от диаметра капилляра

Источник

Как деревья поднимают воду высоко наверх

Казалось бы довольно простой вопрос из школьной биологии: как вода из почвы поднимается на много метров вверх до листьев дерева. Секвойя иногда вырастает высотой 100 метров, и вода транспортируется до самой верхушки без насосов и моторов в корнях, и всё против силы тяжести. Но ответ довольно сложен, действуют несколько разных физических факторов, и ученые до сих пор уточняют, какой из них играет большую роль.

Вода — основа жизни на Земле, и для деревьев она важна не меньше, чем для людей. Раскрытие механизмов транспортировки воды на верх в деревьях лежит на стыке следующих наук: физика, гидравлика, химия, биология, и цитология (наука изучающая клетки).

Первое, что вспоминается, когда задумываешься о транспортировки воды деревьями — это капиллярный эффект. Смысл в том, что жидкость поднимается в узких каналах вверх, благодаря силам взаимодействия молекул (смачивание). Причем чем меньше диаметр канала, тем выше может подняться cтолб жидкости. Этот эффект довольно нагляден в быту (на различных пористых материалах): так намокает вверх снежок в грязной луже, салфетка или кирпич, если касается воды.

Но одного капиллярного эффекта тут недостаточно: длинных трубок в прямом смысле в проводящей ткани (ксилеме) дерева нет (там клеточные стенки), да и при нормальном давлении столб воды не может быть выше 10,3 м. Для кустов пойдет, но большинство деревьев растут выше. Чтобы поднять воду еще выше, нужно большее давление (выше атмосферного ~10 раз в случае гигантов секвой и эвкалиптов). Какой же природный насос его создает? А давление в коре дерева приличное, есть много практических опытов это доказывающих.

У деревьев в корнях такой насос есть — работает он на принципах прямого осмоса. В клетках корней есть мембраны с особой проводимостью, давление воды повышается за счет различной концентрации растворенных солей в почве и в тканях дерева (у корней живого дерева вода с меньшим содержанием солей). Клетки работают как каскад насосов. Соли остаются в тканях дерева, вода поступает для роста новых клеток и процесса фотосинтеза, а излишек (90%) просто испаряется через листья (там есть регулируемые поры). Осмос работает и весной, пока еще нет листьев.

А вот к испарению воды с листьев стоит присмотреться подробнее. Оно тоже влияет на тягу воды от корней к верху дерева (сила Лапласа), и называется весь процесс транспирация. Транспирация не только работает на перенос жидкости в дереве, но и защищает его от перегрева. Важным условием работы такого испарительного насоса является когезия (неразрывность) транспортируемой воды в ксилеме и адгезия к капиллярам. Испарение воды с листьев «подсасывает» пониженным давлением новую воду снизу вверх. Ток воды наверх дерева может достигать 2 мм в секунду.

А с ростом высоты дерева, повышается влияние электрических факторов (да без электрических сил не обошлось, в микромире они играют важнейшую роль). Растет разница электрических потенциалов, и это влияет на «сцепляемость» молекул воды и неразрывность поднимаемого потока.

Как видим, деревья используют различные методы транспортировки воды вверх против силы тяжести, причем в разное время года и для разных растений действуют различные «насосы» или их комбинации. Деревья, которые нас окружают, могут удивлять, ученым еще есть над чем поработать.

Источник

Почему вода поднимается по стволу дерева?

У нас есть 20 ответов на вопрос Почему вода поднимается по стволу дерева? Скорее всего, этого будет достаточно, чтобы вы получили ответ на ваш вопрос.

Способность эта объясняется наличием в стволе дерева образованных клетками древесины тончайших трубочек-каналов (капилляров), по которым вода поднимается за счет капиллярных сил, которые преодолевают атмосферное давление.Jan 24, 2022

Как вода поступает в дерево?

Вода поглощается корнями из почвы с помощью осмоса и движется в ксилеме наверх вместе с растворенными в ней питательными веществами. Движение воды от корней к листьям частично обеспечивается капиллярным эффектом, но в основном происходит за счёт разности давлений.

Как вода поднимается по стеблю?

Вода непрерывно поднимается по сосудам стебля вверх за счет корневого давления и испарения воды листьями. На место испарившейся воды в листья постоянно поступает новая.

Как дерево впитывает воду?

Способность эта объясняется наличием в стволе дерева образованных клетками древесины тончайших трубочек-каналов (капилляров), по которым вода поднимается за счет капиллярных сил, которые преодолевают атмосферное давление.

Что заставляет воду подниматься вверх по корню и стеблю?

Почему вода непрерывно поднимается вверх по сосудам стебля? Этому способствует давление, которое образуется в корнях. Корни, постоянно поглощают влагу, при помощи специальных волосков. А так же, поднятию влаги способствует процесс испарения влаги с поверхности листьев.

Какая сила поднимает воду вверх по стеблю?

Вместе с транспирацией корневое давление вызывает поднятие пасоки (воды и растворённых в ней питательных веществ) вверх по стеблю растения. Достигает 1-3, до 10, ат; сила зависит от наличия кислорода и температуры, вследствие чего максимум давления наблюдается днём и минимум — ночью.

Почему вода поднимается по стволу дерева? Ответы пользователей

Именно низкий водный потенциал атмосферы обусловливает потерю воды на транс- пирацию через листья и непрерывное перемещение молекул воды в стволе дерева от .

Именно низкий водный потенциал атмосферы обусловливает потерю воды на транспирацию через листья и непрерывное перемещение молекул воды в стволе дерева от .

В стволе дерева клетки древесины образуют тончайшие трубочки, каналы, по которым за счет капиллярных сил (капилляр – это по-научному так называется тонкая .

А как вода поднимается по стволам в деревьях на высоту в десятки . За счет чего деревья поднимают влагу в стволе на десятки метров?

Когезия — это свзяь между одинаковымии молекулами вещества. По этой модели: вода испаряется, в клетке понижается давление, в результате в нее .

Вода от корней дерева поднимается по ксилеме — сосудистой ткани, а движут ее вверх, против силы тяжести, капиллярные силы. Чем выше дерево (а тем самым высота .

Клетки дерева организованы так, чтобы составлять корни, ствол, кору, . до 600 литров воды, поэтому она постоянно поднимает воду от корней к веткам, .

Известно, что кровь в организме перемешивается за счет сердца. За счет чего поднимается вода по стволу дерева?

Это неверно. Сейчас предполагают, что подъем их, обусловлен отрицательным давлением. По мере того как молекулы воды испаряются с поверхности листьев, на их .

Источник