На поверхности листа растения вода собралась в капли это объясняет тем что
Скользящая вода
Теорию супергидрофобного скольжения воды проверили экспериментом.
Каждый наверняка хоть раз видел капельки росы на лепестках и листьях растений, и задавался вопросом: почему вода не растекается, а «сидит» каплей? Это происходит благодаря тому, что поверхность листьев и лепестков гидрофобна, то есть отталкивает воду.
Степень гидрофобности определяется контактным углом между поверхностью и каплей, и при значении больше 150° поверхность считается супергидрофобной. Такие поверхности встречаются в природе: например, лист лотоса или крылья некоторых насекомых. Супергиброфобные свойства защищают поверхность от коррозии, загрязнения, оледенения и т. д.
Современные технологии позволяют сделать поверхность супергидрофобной с помощью специального напыления или рельефа поверхности, но нам нужно понимать, как ведёт себя жидкость при контакте с ней. Татьяна Низкая, Ольга Виноградова и их коллеги из МГУ разработали полуаналитическую теорию, которая описывает поведение жидкости вблизи супергидрофобной поверхности, и проверили её экспериментально.
Обычно поверхности «притягивают» жидкость за счёт электростатического притяжения между молекулами, которое называется силой Ван-дер-Ваальса. Оно зависит как от химического состава и рельефа поверхности, так и от состава жидкости и её вязкости, благодаря ему скорость течения жидкости вдоль поверхности может сильно отличаться от скорости течения в центре потока.
Вблизи супергидрофобных поверхностей течение жидкости обладает необычным свойством: его скорость не равна нулю даже в непосредственно примыкающем к стенке слое, то есть жидкость не притягивается, а проскальзывает вдоль поверхности. Это явление называется гидродинамическим скольжением. Его описали около двухсот лет назад, однако с тех пор им мало интересовались, поскольку гидродинамическое скольжение на практике не влияло на общий поток жидкости.
Ситуация значительно изменилась с появлением супергидрофобных материалов, в которых химическая гидрофобность поверхности сочетается с подходящим рельефом, например, тонкими канавками или микроколоннами. Вода «скользит» вдоль воздушных подушек, которые образуются в канавках, практически без сопротивления и не может «прилипнуть» к стенкам. Это значительно увеличивает так называемую длину скольжения – основную характеристику «прилипания» воды к поверхности.
Новые теории, разработанные для жидкости вблизи супергидрофобных поверхностей, позволяют предсказать не только скольжение, но и другие формы необычного поведения вблизи анизотропных поверхностей, с рельефом, направленным в определённую сторону. А здесь встречаются довольно интересные в практическом смысле эффекты. Например, вблизи стенки, покрытой вытянутыми канавками, которые направлены под углом к основному потоку, жидкость активно перемешивается за счёт того, что она меняет направление течения. Другой возможный эффект – разделение взвешенных в жидкости частиц по размеру.
Чтобы измерить длину скольжения жидкости вдоль неоднородной супергидрофобной поверхности, физики использовали атомно-силовой микроскоп (мы уже рассказывали о том, как он работает). Более того, им удалось проверить правильность теории, описывающей поведение жидкости на разных расстояниях от такой поверхности. В эксперименте зонд микроскопа опускал сферическую микрочастицу на супергидрофобную поверхность, погруженную в жидкость, причём скорость погружения оставалась постоянной. Можно было в одно и то же время с высокой точностью и отслеживать положение микросферы в канавке, и измерять силу, действующую на нее со стороны жидкости. Сопоставление теоретического описания и экспериментальной зависимости гидродинамической силы от расстояния до супергидрофобной поверхности позволило точно измерить длину скольжения.
По словам авторов, их результаты станут отправной точкой для разработки новых супергидрофобных систем. Теперь, когда можно положиться на теорию, физики могут «играть» с ранее предложенными теоретическими идеями, касающимися распределения частиц в супергидрофобных каналах, системам с электроосмотическим течением и пр. Результаты исследования опубликованы в журнале Soft Matter.
§ 6. Смачивание. Капиллярные явления
Как взаимодействуют между собой молекулы вещества?
1. Вам конечно же доводилось наблюдать на листьях растений капельки воды после дождя или капельки росы. Вы также, наверно, замечали, что иногда вода не собирается в отдельные капли, а растекается по всему листу. Выясним, в каких случаях и почему так происходит.
Возьмём два листа бумаги: один чистый, а другой — смазанный жиром или воском. Нальём на них немного воды. По листу чистой бумаги вода растечётся, а на покрытой воском соберётся в капли. Говорят, что в первом случае вода смачивает бумагу, а во втором — не смачивает.
Как объяснить эти явления? Вспомним, что молекулы притягиваются друг к другу. Силы притяжения действуют как между молекулами воды, так и между молекулами воды и бумаги. Очевидно, силы притяжения между молекулами обычной бумаги и молекулами воды больше, чем между молекулами воды. Поэтому вода по ней растекалась.
Во втором случае силы притяжения между молекулами воды больше, чем между молекулами воды и молекулами воска, поэтому вода собиралась в капли.
В опыте со стеклянной пластиной (см. рис. 14) вода смачивала стекло. Если её покрыть воском или взять вместо стеклянной пластины парафиновую, то вода их не будет смачивать. Вода, кроме стекла и бумаги, смачивает дерево, ткани и не смачивает все жирные поверхности.
2. Явление смачивания часто наблюдается в природе и широко используется в жизни. Если бы вода не смачивала ткани, нельзя было бы ни выстирать бельё, ни вытереться полотенцем.
Возникает вопрос: почему у водоплавающих птиц перья остаются сухими? Оказывается, у птиц есть особая железа, выделяющая жир. С помощью клюва они смазывают этим жиром перья. Поэтому перья не смачиваются водой: вода с них скатывается.
Существует насекомое, которое постоянно живёт в воде, — паук- серебрянка. Его тело покрыто пушком. Паук не намокает в воде, поскольку силы притяжения между молекулами воды больше, чем силы притяжения между молекулами воды и молекулами его пушка.
Тест 13. Взаимодействие молекул. Капиллярность
Содержимое разработки
Тест15 – Взаимодействие молекул. Капиллярность.
Какие опытные факты показывают, что молекулы тел притягиваются?
притяжение двух листков бумаги, на малых расстояниях
сливание двух капелек ртути в одну, при сближении
слипание мокрых стёкол
слипание свинцовых цилиндров
действие силы трения, даже на самой гладкой поверхности
Какие факты доказывают, что молекулы не только притягиваются, но и отталкиваются?
восстановление формы упругих тел после их деформации
не сжимаемость жидкостей
существование промежутков между молекулами
Силы притяжения и отталкивания близко расположенных молекул тела действуют одновременно, или поочерёдно?
Одновременно 2) Поочерёдно
Почему твёрдые тела и жидкости не распадаются сами собой на отдельные молекулы?
их молекулы отталкиваются 2) их молекулы притягиваются
При каких условиях притяжение между молекулами становится заметным?
когда молекулы сближаются на очень близкие расстояния
когда температура тела небольшая
когда атмосферное давление не высокое
когда притяжению ни что не мешает
Почему два сухих стекла плохо слипаются, а два те же стекла смоченные водой слипаются сильно?
Молекулы сухого стекла отталкиваются, а молекулы мокрого стёкла притягиваются.
На поверхности стекла много плохо видимых неровностей, которые не дают сблизить стёкла на маленькие расстояния, чтобы их молекулы притянулись. Когда стёкла смачивают, то неровности заполняются водой, и поэтому два стекла сближаются на малое расстояние, при котором силы притяжения становятся значительными.
Молекулы сухого стёкла почти не притягиваются, т.к. мешает электричество на поверхности стёкла. На поверхности мокрого стёкла электричества нет.
Когда становятся значительными силы отталкивания между молекулами?
когда молекулы далеко друг от друга
когда исчезают промежутки между молекулами
когда отталкивающиеся молекулы одинаковы
когда отталкивающиеся молекулы разные
Одинаковые, или разные силы притяжения между молекулами в разных веществах?
Одинаковые 2) Разные
Какие поверхности не смачиваются водой?
стеклянные поверхности 3) парафиновые поверхности
жирные поверхности 4)деревянные поверхности
В каком случае жидкость не смачивает поверхность твёрдого тела?
Когда силы притяжения между молекулами жидкости меньше сил притяжения молекул жидкости и молекул твёрдого тела.
Когда жидкость имеет низкую температуру.
Когда силы притяжения между молекулами жидкости больше сил притяжения молекул жидкости и твёрдого тела.
Когда атмосферное давление небольшое.
В каком случае жидкость смачивает поверхность твёрдого тела?
Когда силы притяжения между молекулами жидкости меньше сил притяжения молекул жидкости и молекул твёрдого тела.
Когда жидкость имеет низкую температуру.
Когда атмосферное давление небольшое.
Когда силы притяжения между молекулами жидкости больше сил притяжения молекул жидкости и молекул твёрдого тела.
Почему осеннюю одежду часто изготавливают ткани, в состав которой входит резина?
она лучше сохраняет тепло 3) она крепче
она не смачивается водой 4)она мягче обычной ткани
Почему гуси выходят из воды сухими?
Когда они выходят из воды, они просто отряхивают воду с себя.
Гуси смазывают свои перья жиром, который не смачивается водой, поэтому при выходе из воды, вода с них сразу стекает, и они остаются сухими.
Так просто говорят, на самом деле из воды сухим не выйдешь.
Почему маленькие капельки росы на листьях некоторых растений имеют форму шариков, тогда как на листьях других растений роса растекается тонким слоем?
Если лист расположен горизонтально, то вода не может стечь, и собирается в капельки, если же лист наклонен то вода стекая с него, растекается тонким слоем.
Если вода не смачивает поверхность листа, то она собирается в капельки. Если же вода смачивает поверхность листа другого растения, то она растекается по нему тонким слоем.
Если дождь чистый, то он обязательно стекает с листа, если же дождь экологически не чистый, например, с примесями кислот то он собирается на листьях капельками.
Что такое капилляр?
очень длинная трубка 4) очень короткая трубка
очень толстая трубка 5) очень тонкая трубка
Что такое капиллярность?
опускание или подъём жидкости по трубке
течение жидкости по любой трубке
циркуляция жидкости по замкнутой трубке
При каком условии жидкость поднимается по капилляру?
когда жидкость холодная 4) когда жидкость вязкая
когда жидкость тёплая 5) когда жидкость смачивает капилляр
когда жидкость не смачивает капилляр
При каком условии жидкость опускается в капилляре?
когда жидкость холодная
когда жидкость вязкая
когда жидкость тёплая
когда жидкость смачивает капилляр
когда жидкость не смачивает капилляр
Если стеклянный капилляр опустить в воду, то что произойдёт?
подъём воды по капилляру, на некоторую высоту
опускание воды в капилляре, на некоторую глубину
ни чего не произойдёт
Если стеклянный капилляр опустить в ртуть, то что произойдёт?
подъём ртути по капилляру, на некоторую высоту
опускание ртути в капилляре, на некоторую глубину
ни чего не произойдёт
Где в природе встречается явление капиллярности?
течение воды по трубам домашнего водопровода
подымание воды по стволам, стеблям трав и деревьев
подъём воды из недр через почву к поверхности Земли
в фонтанах, родниках, когда вода бьет струёй на некоторую высоту
течение воды в подземных реках
Где человек использует явление капиллярности?
когда после купания вытирается полотенцем
когда подаёт воду в дома по трубопроводу
когда вытирает мокрый пол тряпкой
когда прикатывают очень влажную землю, на посадках, чтобы она быстрее просохла.
ГДЗ биология 6 класс Пасечник Дрофа Задание: 8 Влияние факторов среды на строение листа Видоизменение листьев
Стр. 41. Вопросы в начале параграфа
№ 1. Что изучает экология?
Экология – это наука о взаимодействии живых организмов с окружающей средой.
№ 2. Какие факторы среды могут оказать влияние на растение?
Влажность, температура, чистота воздуха, наличие или отсутствие ветра, освещение – все эти факторы способны оказывать влияние на растение.
№ 3. Вспомните, какие различия имеют одуванчики, растущие на открытом месте при недостатке влаги и в тени на хорошо увлажнённой почве.
Одуванчики, которые растут на открытой местности с достаточным количеством света, будут прочные, с яркими листьями, насыщенным оттенком цветка. А одуванчики, растущие в тени, будут с тусклыми листьями, которые при этом могут быть длиннее в 2 – 3 раза.
Стр. 44. Вопросы
№ 1. Можно ли по внешнему виду различить растения влажных мест и засушливых районов?
Да, можно. Растения, которые растут во влажных местах, больше по размеру, прочные, напитанные влагой. А вот растения, которые растут в засушливых местах, небольшие по размерам и могут иметь приспособления, способствующие накоплению влаги и предотвращающие ее быстрое испарение. Например, у алоэ или агавы есть сочные листья с колючками, которые запасают воду.
№ 2. Докажите, что строение листа связано с условиями обитания растений.
У растений, которые произрастают во влажных местностях, листья сочные и широкие. У растений степей листья имеют некоторые приспособления для запасания влаги, например опушка, восковый налет. А вот те, что растут в пустынях и полупустынях, имеют для этого толстые колючки, например молочай или кактус. У водных растений есть воздухоносные полости, благодаря которым они могут держаться на поверхности воды и не тонуть.
Также можно легко определить, в каком ярусе растет растение. Если это растение верхнего яруса, то у него светлые листья. А если растение нижнего яруса, то у него листья уже темно-зеленого цвета за счет содержания в них большого количества хлорофилла.
№ 3. Почему у плавающих листьев водных растений устьица расположены только на верхней стороне листа, а у погружённых в воду листьев устьиц совсем нет?
Устьица на поверхности листа могут быть только с той стороны, которая не соприкасается с водой. Если вода будет попадать в устьица, то лист начнет гнить. Соответственно, поэтому на листьях, которые полностью погружены в воду, нет устьиц.
№ 4. Каково значение видоизменённых листьев в жизни растений? Приведите примеры таких листьев.
Видоизменение листьев у растений является главным показателем их приспосабливаемости к окружающей среде. Например, листья кактуса имеют вид колючек, в которых накапливается и сохраняется влага, потому что это растение распространено на засушливых территориях. У гороха или фасоли листья представлены длинными усиками, с помощью которых растение может крепиться в вертикальном положении за другие растения, используя их как опору для своего стебелька.
Стр. 44. Подумайте
Почему в кроне одного дерева световые листья сходны по строению с листьями растений открытых мест, а теневые — с листьями теневыносливых растений?
Чем выше расположены листья на кроне дерева, тем ближе они к солнцу, а значит, к источнику света. Это адаптация листьев к месту, где они растут.
Стр. 44. Задания
Рассмотрите несколько комнатных растений. Постарайтесь определить, в каких условиях они произрастали на своей родине. На основании каких признаков вы сделали свой вывод?
Фикус – растение влажных мест обитания, с широкими и крупными листьями. НА листьях можно увидеть большое количество устьиц.
Каланхоэ – растение влажных мест обитания с крупными, мясистыми листьями. На каждом листике можно увидеть много устьиц.
Кактус – растение сухих мест обитания, потому что листья у него преобразованы в колючки, которые сохраняют влагу.
Сансевиерия – растение сухих каменистых мест – тропические полупустыни. У него мясистые и длинные листовые пластины, которые не только наполнены влагой, но и покрыты дополнительно восковым налетом.
Стр. 44. Задания для любознательных
Приготовьте и рассмотрите под микроскопом препараты листьев алоэ, традесканции, узамбарской фиалки и других растений. Зарисуйте их. Выясните, какие особенности строения листьев этих растений связаны с условиями обитания.
Лист алоэ толстый, мясистый, снизу выпуклый, а сверху вогнутый. Края его зазубрены, но без колючек. Под микроскопом можно увидеть его большие мешковидные клетки, которые наполнены слизистым соком.
Под микроскопом структура листа традесканции выглядит как сочетание клеток двух типов: бесцветные, плотно соединенные друг с другом паренхимные, и зеленые клетки бобовидной формы, расположенные посередине них попарно, которые образуют устьица.
Испарение воды растениями. Листопад
Урок 16. Биология 6 класс. Многообразие покрытосеменных растений ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Испарение воды растениями. Листопад»
Корни растений в тёплое время года постоянно поглощают из почвы воду и проводят её по сосудам древесины. Вода необходима для передвижения питательных веществ. Часть её используется на образование органических веществ. Главная же масса воды испаряется в воздух листьями.
Лист растения с верхней и нижней стороны покрыт кожицей, наружная стенка которого у многих растений имеет слой воскоподобного вещества.
Внутри листа вода по межклетникам проходит к устьицам и через них испаряется (этот процесс называется транспирация).
Устьице — в ботанике это пора, находящаяся на нижнем или верхнем слое кожицы растения, через которую происходит испарение воды и газообмен с окружающей средой.
Каждое устьице окружено двумя бобовидными замыкающими клетками, в цитоплазме которых содержатся зелёные пластиды — хлоропласты.
Между ними находится устьичная щель. Через неё в лист проникает воздух и происходит испарение. Замыкающие клетки и устьичную щель между ними называют устьицем.
Устьичная щель может расширяться и сужаться, регулируя движение воды через растение и её испарение и газообмен. Когда воды мало, замыкающие клетки плотно прилегают друг к другу и устьичная щель закрыта.
Когда воды в замыкающих клетках много, то она давит на стенки и более тонкие стенки растягиваются сильнее, а более толстые втягиваются внутрь, между замыкающими клетками появляется щель.
У некоторых растений устьица открыты только днём, а на ночь закрываются. Убедиться в том, что растение испаряет воду, можно благодаря опыту. Поместим в стеклянную колбу ветку с листьями, не отрезая её от растения. Горлышко колбы закроем ватой. Через некоторое время стенки колбы покроются капельками воды. Её испарили листья.
Для того чтобы определить сколько воды испаряет растение, проведём другой опыт. Срежем ветку с листьями какого-нибудь растения и поставим в бутылку с водой. На поверхность воды в бутылку нальём немного растительного масла. Оно покроет воду и не даст испаряться с поверхности через горлышко бутылки. Бутылку с водой поставим на чашку весов и уравновесим чашки гирями.
Уже через сутки воды в бутылке станет меньше. Чашка весов, на которой стоит бутылка, поднимется, и можно будет легко определить массу воды, испарившейся за сутки листьями срезанной ветки.
Если поместить срезанную ветку или какое-либо растение в сосуд с водой, в течение долгого времени растение не вянет, что указывает на присасывающее действие транспирации.
Разные растения испаряют разное количество воды. Например, количество воды, которое испаряется лиственными породами, в 6—10 раз превышает количество воды, испаряемой хвойными. Это, с одной стороны, связано с большей поверхностью испарения у лиственных пород, а с другой, — с различиями в строении.
Берёза в пересчёте на 100 г листьев за лето испаряет около 80 литров воды, для сосны эта цифра составляет около 9 литров. Лиственница занимает промежуточное место между лиственными и хвойными породами.
По сравнению с древесными растениями травянистые испаряют намного меньше воды. Так, кукуруза за сутки испаряет 0,8 л воды, а капуста 1 л.
Леса из различных пород деревьев также испаряют разное количество воды.
Например, в течение лета еловый лес испаряет воды больше, чем сосновый.
При разных условиях даже одно и то же растение испаряет разное количество воды. Например, в пасмурную погоду воды испаряется меньше, чем в солнечный день. В жаркие дни растениям грозит опасность перегрева от солнечных лучей. При испарении же листья охлаждаются и растение не перегревается.
При сильном сухом ветре испарение идёт сильнее, чем в тихую погоду.
Чем крупнее листья растений, чем больше их поверхность, тем больше испаряется влаги. Поэтому у растений, которые постоянно испытывают недостаток влаги, листья либо небольшие, либо вообще отсутствуют.
Эти приспособления не только препятствуют испарению, но и способствуют отражению солнечных лучей.
Таким образом, значение транспирации заключается в том, что вместе с водой по растению передвигаются поступившие в него минеральные элементы. Также происходит понижение температуры листа, что способствует защите его от перегрева.
Например, в оранжереях и парниках, где воздух влажный и транспирация подавлена, бывают ожоги листьев солнечными лучами.
Листопад — это биологический процесс сбрасывания листвы растениями.
В условиях умеренного климата зимой многим растениям не хватает воды.
Вода в замёрзшем грунте находится в состоянии льда и не может проникать в клетки корней. Однако, испарение с поверхности листьев не прекращается (хотя оно, естественно, снижается, так как зависит от температуры воздуха).
И если бы деревья и кустарники, а также и некоторые травянистые растения не сбрасывали листву, они бы засохли. Поэтому, чтобы не погибнуть от недостатка влаги, деревья и кустарники сбрасывают листья.
Берёза, достигшая возраста 40 лет и высоты около 15 м, сбрасывает порядка
250 000 листьев общей массой около 33 кг.
В районах с холодным климатом листопад отсутствует, так как в таких условиях листопадные деревья не могут существовать, а могут существовать (до определённого предела) только хвойные вечнозелёные деревья.
Хвойные растения, например ель и сосна, намного лучше переносят сухие периоды, поэтому они в умеренных зонах вечнозелёные.
Называя некоторые растения вечнозелёными, надо помнить, что листья этих растений не вечны. Они живут на побегах от 2 до 7 лет и опадают, но не одновременно (за исключением лиственниц). Хотя лиственница и относится к отделу Хвойные растения, с наступлением холодов она полностью сбрасывает свои иглоподобные листья.
Существуют и другие растения чьи листья сохраняются всю зиму. Это вечнозелёные кустарнички брусника, вереск, клюква и др. Мелкие плотные листья этих растений, слабо испаряющие воду, сохраняются под снегом.
Также с зелёными листьями зимуют и некоторые травы, например земляника, клевер.
Итак, мы сказали, что листья умеренных широт опадают с началом холодов, чтобы не засохнуть. Кроме этого, листопад очищает организм растений от вредных веществ, которые накопились в растениях к осени. Во время листопада эти вещества удаляются из растений вместе с опавшими листьями.
В тропическом поясе с однородным в течение всего года климатом листопад всё же существует. Там он происходит не в короткие сроки, как в умеренном поясе, а распределяется на весь год, и поэтому менее заметен.
Растения жарких краёв сбрасывают листья в сухой период года.
Опавшие листья — это лесной ковёр, который впитывает и удерживает дождевую влагу, необходимую растениям для роста и развития. Также опавшие листья становятся пищей для многочисленных микроорганизмов, обитающих в лесной экосистеме.
Перед тем, как лист упадёт на землю в нем, произойдут и другие изменения. Он поменяет цвет. Давайте разберёмся отчего осенью листья теряют свою зелёную окраску и приобретают багряные и золотисто-жёлтые тона.
В клетках листьев, помимо зелёных хлоропластов, содержатся и другие пластиды – хромопласты.
Это пластиды, окраска которых бывает жёлтого, оранжевого или красного цвета из-за накопления в них каротиноидов — природных пигментов.
Предполагают, что хромопласты также участвуют в фотосинтезе, однако они улавливают ту часть солнечного спектра, которая осталась вне поля зрения хлорофилла. Осенью в листьях разрушается хлорофилл. В результате оранжевые и жёлтые пигменты в клетках листьев становятся заметными. Вот почему листья приобретают осеннюю окраску.
Какой именно цвет появится на листьях после того, как в листве проявятся пигменты хромопластов, во многом зависит от самого растения. Например: дубовая листва становится красной, коричневой или красно-коричневой.