Home » Topics » معماهای فارسی » معماهای علمی » معمای علمی شماره 18 – صعود آب در نسوج درختان

معمای علمی شماره 18 – صعود آب در نسوج درختان

  • Creator
    Topic
  • #134
    حمید

    برای خارج نمودن آب از ته چاه ،گاهی از پمپهایی استفاده می شود که با ایجاد اختلاف فشار و اتکاء به فشار جو ( ناشی از وزن ستون هوای اطراف زمین ) آب را به بالا می رانند.
    برای خارج نمودن آب از ته چاه ،گاهی از پمپهایی استفاده می شود که با ایجاد اختلاف فشار و اتکاء به فشار جو ( ناشی از وزن ستون هوای اطراف زمین ) آب را به بالا می رانند. این پمپها آب را به لحاظ تئوری بیش از 10 متر نمی توانند جابجا کنند چون این ارتفاع مربوط به طول ستونی از آب است که فشار یک اتمسفر قادر به تحمل آن است. با این حال بعضی از درختان قادر به حمل آب تا ارتفاعی بیش از 70 متر هستند.

    به نظر شما چگونه چنین چیزی اتفاق می افتد؟

Viewing 4 replies - 1 through 4 (of 4 total)
  • Author
    Replies
  • #1282
    Guest

      خاصیت مویینگی سبب صعود آب می شود.

      #1283
      حمید

        البته خاصیت موئینگی از عوامل مهم صعود آب در نسوج درختان است. اما آیا این پدیده می تواند سبب صعود آب تا ارتفاعی نزدیک به 70 متر شود؟ برای پاسخ به این پرسش بیائید روابط را دقبقتر بررسی کنیم. سطح آب در یک لوله باریک تحت تأثیر دو نیروی جاذبه بین مولکولی و نیروی چسبندگی بین مولکولهای آب و دیواره لوله در حالت تعادل است. در مورد مایع آب نیروی چسبندگی جداره مانند نیروهای کشش وارد بر زنجیر آویزان عمل می کنند. برآیند نیروی عمودی وارد بر طول مقطع دایره ای شکل سطح بالایی آب از رابطه F=2?r? cos? بدست می آید که در آن

        #2171
        گالیله

          صعود آب در درختان بدلیل پدیده اسموز است که مشابه آن را می شود در جذب آب توسط دستمال کاغذی لوله شده یا جذب نفت و صعود آن از فیتیله چراغ نفتی دید. در این پدیده آب از جایی با رطوبت بیشتر و یا غلضت کمتر به جایی با رطوبت کمتر و یا غلضت بیشتر منتقل می شود.

          #2174
          حمید

            پديده تراوايي يا اسموز از عوامل مهم جابجايي آب در نسوج درختان و از پديده هاي فيزيكي بسيار مهم در فرآيندهاي زيستي است.مولكولهاي بزرگ حل شونده در يك ماده حلال مانند آب براحتي قادر به عبور از غشاهاي نيمه تروا نيستند. پوسته سلولهاي زنده يك غشاء نيمه تراوا را تشكيل مي دهند كه نقش عمده اي در حفظ ميزان ثابتي از عناصر شيميايي درون سلولي ايفا مي نمايند. مولكولهاي آب درون يك محلول مانند مولكولهاي گاز از حركت كاتوره اي برخوردارند و در صورت فقدان مولكولهاي بزرگ حل شونده در آب (مانند قند يا نمك)، از نرخ عبور و مرور يكساني در هر دو سوي غشاء نيمه تراوا برخوردارند. اما با وجود مولكولهاي بزرگ درون محلول، مولكولهاي آب از يك سو با سد مولكولهاي تجمع يافته در يك سمت غشاء مواجه خواهند شد. بنابراين برآيند اين حركات غير متوازن يك جريان يك سويه از آب خالص از سمت رقيق تر محلول به سمت غليظتر آن خواهد بود. برقراري اين جريان مستلزم انجام كار مكانيكي است بنابراين موجد يك اختلاف فشار قابل اندازه گيري در دو سوي غشاء خواهد بود كه به فشار اسموز معروف است. اين فشار معادل فشار لازم جهت توقف فرآيند جابجايي مولكولهاي آب از محيط رقيقتر به ناحيه با غلظت بيشتر است. اگر گلبولهاي قرمز خون را وارد آب خالص كنيم پس از مدتي بر اثر پديده انتقال اسموزي و جذب بيش از حد آب مي تركند. به همين دليل سرمهاي تزريقي در خون بايد از غلظت محلولي (اسمولاليته) مناسب برخوردار باشند تا سبب تخريب سلولي خون نگردند. به هر حال پديده اسموز قادر به ايجاد فشار لازم جهت نفوذ آب در نسوج و سلولهاي گياهي كه حاوي شيره با غلظت بالا هستند خواهد بود. اما براي شيره درخت با اسمولاليته حدود 12/0 اسمول بر ليتر، فشاري بيش از 3 اتمسفر قابل تصور نيست و اين تنها معادل وزن ستوني از آب به ارتفاع 30 متر است. پس باز هم به عدد 70 نزديك نشديم. علاوه بر آن مكانيزم مزبور هميشه در گياهان در جهت اشاره شده عمل نمي نمايد. مثلاً درختاني كه ريشه در آبهاي شور دارند نه تنها از اين فشار مثبت بهره نمي گيرند بلكه بايد بر عليه آن عمل كنند و پديده اسموز معكوس را بوجود بياورند. كاري كه دستگاه هاي آب شيرين كن با صرف انرژي قابل توجه انجام مي دهند. در واقع پديده ديگري در گياهان وجود دارد كه قادر به توليد فشار لازم جهت صعود آب در ارتفاع بسیار زیاد درختان است. دانشمندان معتقدند فشار آب در بافت چوبي درختان منفي است. آب داخل نسوج گياهي به دليل تبخير سطحي آب از روي برگ درختان دائماً تحت كشش است. در سال 1965 فشار آب در بافت چوبي درختان توسط شولاندر و همكارانش اندازه گيري شد. آنها نشان دادند فشار آب در نوك درختان منفي ترين مقدار خود را دارا است. اين فشار با كاهش ارتفاع به دليل وزن ستون آب بيشتر مي شود. بنابراين با افزايش ارتفاع در طول ساقه گياه با يك توزيع غير يكنواخت فشار آب مواجه خواهيم بود كه منجر به جابجايي آب در ارتفاع خواهد شد.

          Viewing 4 replies - 1 through 4 (of 4 total)
          • You must be logged in to reply to this topic.