植物能长多高
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6n CO2(g) + 6n H2O
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱhv 叶绿素
(C6H12O6)n +6n O2(g)
(1)
那么植物如何将从土壤中获取的水分进行输运呢? 植物主要由纤维(细胞)组成。植物纤维(细胞)中存在许多微小毛细管或微管,会产生附加压力,进而 实现水分及树液的输运。输运高度可表示为: h1=p/g=2cos/gr 树液近似为水,而水的表面张力和密度分别为 0.0727 N/m 和 1000kg/m3,润湿角设为 0o,因此有 h1=2*0.0727/(1000*9.80r) m2=1.48*10-5 m2/r 长到 15m 左右。 植物的细胞存在细胞膜,因此存在渗透压。借助于渗透压,树液输运高度 h2=/g=cRT/g 中树液的密度近似为水的密度,则有 h2= 8.315*298.15c/(1000*9.80) m/(mol/m3) =0.253c m/(mol/m3) 若树液浓度 c 为 100mol/m3,则渗透压为 248kPa,树液输运高度 h2 为 25.3m。 因此,依靠毛细管和渗透压作用,树液可以提升到 40m 的高度,这是大部分植物能够长的高度。 然而,有些植物的渗透压达到 1000kPa,相当于树液浓度为 400 mol/m3,树液输运高度超过 100m,加上 毛细管作用达到 150m 以上。例如,澳洲杏仁桉最高的树达 156m。 参考文献: 1. 高宝山,刘德祖,王保柱 .渗透压在植物体内水分运输中的作用[J]. 河北林学院学报 , 1995, 10 (2) 155-158. 2. 葛华才,袁高清,彭程. 物理化学(多媒体版)[M]. 北京:高等教育出版社,2011.
1
(2)
式中 p、、、、g、r 分别为附加压力,表面张力,润湿角,密度,重力加速度和微管半径。室温时, (3)
植物的微管半径一般在 1m 左右,故树液输运高度 h1 约为 15m 左右。显然,依赖毛细管作用大树仅能
(4)
式中,、R、T、、g 分别为渗透压,摩尔气体常数,温度,密度,重力加速度。室温时,植物细胞膜 (5)
我们知道植物主要依靠吸收空气的二氧化碳和土壤中的水分在太阳光下通过叶绿素进行光合作用产生树液和碳水化合物获取养分即hv叶绿素6nco2g6nh2oc6h12o6n6no2g1那么植物如何将从土壤中获取的水分进行输运呢
植物能长多高?
葛华才 华南理工大学化学与化工学院物理化学教研室
在大学校园里,生长有高矮不一的植物。芒果树,荔枝树,龙眼树等园 林果树一般不超过 10m。笔直的大王椰树或枝叶繁茂的榕树一般 10 几 m, 有些桉树超过 20m, 部分木棉树达 30m!为什么有些树长得矮,有些树长得 高?理论上树究竟能长得多高呢? 为了解决这些问题,必须了解植物获取养分的原理。我们知道,植物主 要依靠吸收空气的二氧化碳和土壤中的水分在太阳光下通过叶绿素进行光 合作用产生树液和碳水化合物获取养分,即