W poprzednim odcinku wytłumaczyłam, że zasysając wodę przez słomkę nie można jej "podnieść" wyżej niż na 10 metrów (w pionie). Ciśnienie atmosferyczne jest za małe, aby wcisnąć słupek wody wyżej, a próżnia w powietrzu to za mało.
Próżnia, próżnia próżnia. Kojarzy się z próżnią w kosmosie. Próżnia to ciśnienie równe zero. Jednak ciśnienie może osiągać wartości niższe niż zero... lecz nie w powietrzu. To, co nazwalibyśmy sprężystością ciała stałego - np. gumki recepturki - odnosi się również do cieczy. Woda jest bardzo mało sprężysta, lecz na potrzeby drzew wystarcza. Na wysokości 100 metrów ciśnienie wody może przyjmować -15 atmosfer!
Jak drzewa zasysają wodę tak wysoko? Jest to aż trudne do uwierzenia, lecz przez parowanie. Z setek milionów mikroskopijnych porów na liściach odparowuje tak wiele cząsteczek wody, że osmotycznie jest ona wysysana z gleby i transportowana do najwyższych gałęzi. Ponieważ rozmiary porów niewielkie, ciśnienie atmosferyczne nie "wpycha" powietrza do wnętrza liścia - nie może ono pokonać napięcia powierzchniowego wody!
Dodatkowo pień drzewa, a dokładniej jego przewodząca część, czyli ksylem, składa się z wiązek zdrewniałych rurek wypełnionych wodą. Przypomnę teraz fakt, o którym wspominałam w poprzednim poście: woda o temperaturze pokojowej zacznie parować przy ciśnieniu bliskim zero. Słusznie w tym miejscu zapytacie: to jakim cudem nie paruje wewnątrz drzewa?
Odpowiedź jest ciekawa: ponieważ ksylem wypełniony jest wodą od początku życia, od momentu jak zaczyna powstawać. To jest kluczowa cecha, której istnienie już tłumaczę.
Do zmiany stanu skupienia potrzebna jest tzw. energia aktywacji. Żeby podgrzewana woda zaczęła parować (i parowała równomiernie w całej objętości), chemicy na całym świecie do swoich kolb i innych wrzucają porcelankę, na której powierzchni są bąbelki powietrza i inne drobne zanieczyszczenia. Samo to, że porcelanka zacznie poruszać się lub ogrzewać inaczej, niż woda, wywoła różnicę w energii pomiędzy cieczą a ciałem stałym (o ile dobrze to rozumiem). Ta mała "skaza" w wodzie wystarczy, aby kopnąć ją w kierunku parowania. Podobnie jest z zamarzaniem: na youtube można znaleźć niesamowite filmiki z przechłodzoną wodą, która ma temperaturę poniżej zera stopni Celcjusza i jest cieczą do momentu zetknięcia z innym przedmiotem. Tkanka przewodząca drzewa jest wypełniona wodą od zawsze, a do tego jest nią wypełniona idealnie, czyli nie ma w sobie pęcherzyków i innych zanieczyszczeń.
Podsumowując: drzewne potwory zaciągają wodę na wysokość 100 metrów, wytwarzając wewnątrz swych ciał, przez parowanie, ciśnienie osiągające -15 atmosfer. Woda utrzymuje płynny stan skupienia dzięki odpowiedniej budowie ksylemu zawierającego wiązki długich na cały pień rurek!
źródło:
Całą historię właściwie przetłumaczyłam z mojego ulubionego kanału Veritasium, a film o drzewach znajdziecie tu: http://youtu.be/BickMFHAZR0
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz