Болезни стволов и корней, вызываемые грибами
Болезнь «слизетечение» характеризуется вытеканием слизистой жидкости из стволов лиственных деревьев. Слизетечение по цвету и консистенции вытекаемой жидкости может быть разделено на следующие пять типов: 1) белое, 2) бурое, 3) млечное, 4) красное, 5) мускусное.
Белое слизетечение наблюдается у дуба, бука, клена, ивы и др., и характеризуется вытеканием из трещин коры белой пенящейся жидкости со спиртовым запахом. Реакция этой жидкости слегка щелочная. Со временем жидкость становится более густой, желтоватого или сероватого цвета. При микроскопическом исследовании в белом слизетечении наблюдается целый ряд микроорганизмов, главным образом, дрожжевых грибков и бактерий. Обычно в белом слизетечении наблюдаются следующие микроорганизмы: сумчатый гриб Endomyces Magnusii Ludw. дрожжевой грибок Saccharomyces Ludzuigli Hans, и бактерия Leuconostoc. Lagerheimi Ludw. Первые два гриба вызывают спиртовое брожение слизи.
Бурое слизетечение наблюдается у старых вязов, тополей, конских каштанов и др. и характеризуется вытеканием густой желтовато-бурой не пенящейся слизи, пахнущей масляной кислотой. Обычно в этом слизетечении наблюдаются: грибок Тоrula monilioides Corda и бактерия Micrococcus dendroporthos, но с течением времени в слизи появляются и другие организмы: грибы из p. Fusarium, Monilia, Verticillium cinnabarina, Sporotrichum, Penicillium, дрожжи из рода Saccharomyces и некоторые водоросли.
Млечное слизетечение наблюдается у березы, клена и граба и характеризуется появлением густой молочно-белой слизи. Из микроорганизмов в этой слизи встречаются гриб Endomycca vernalis Ludw., виды Mucor и некоторые дрожжи и бактерии. Иногда в этом слизетечении появляются окрашенные микроорганизмы, придающие ему цветную окраску. Так напр., грибок Mucor adventintius var. aurantiacus придает слизи желтую окраску.
Красное слизетечение наблюдается у берез, буков и вязов и характеризуется появлением слизи красноватого цвета. В слизи встречаются зооглеи бактерий, грибки Ascoidea rubescens, Bref. Ascobolus Constantini, Rol. придающие слизи красную окраску.
В красном слизетечении встречаются также во многих случаях грибы из p. Fusarium и изредка Trichotecium roseum.
Мускусное слизетечение встречается на липах и характеризуется появлением студенистой, густой слизи беловатого или желтоватого цвета с противным запахом, похожим на запах йодоформа. Характерным микроорганизмом для этого слизетечения является Fusarium moschatum Kitas.
Слизетечение подобное камедетечению встречается у берез, кленов и конских каштанов и характеризуется появлением бесцветного или красноватого сока, быстро густеющего и превращающегося в красно-бурую липкую камедеподобную массу, похожую на капли вишневого клея. В этой слизи изредка встречаются грибы Fusarium, Dematium и некоторые бактерии.
Слизетечение встречается главным образом у старых деревьев. Первой причиной слизетечения являются раневые повреждения деревьев, трещины коры, морозобойные трещины и пр. В соке, вытекающем из этих ран затем поселяются различные микроорганизмы, которые, действуя на живые ткани раны, раздражают их и не дают им возможности залечить рану. Ввиду этого рана из года в год увеличивается. Вследствие попадания в рану сапрофитных и паразитных дереворазрушающих грибов древесина в этом месте загнивает и образуется дупло. Как уже было отмечено выше, слизетечение наблюдается у старых деревьев и слизетечение является старческой болезнью.
Для лечения слизетечения у деревьев, растущих в парках, можно рекомендовать тщательное вырезывание поврежденного места и затем смазку этого места каменноугольным дегтем; имеющиеся глубокие раны и дупла нужно тщательно замазывать специальными замазками и цементами.
Источник
Почему дерево течет вода
Как часто люди живут своей привычной жизнью и не замечают удивительных вещей. Красота наших лесов уникальна. Деревья замечательны не только своей красотой, но и разнообразием. Почему на нашей планете в широтной зональности произрастают деревья определённой высоты одного вида? От чего зависит высота деревьев? Как деревья-гиганты обеспечивают себе подъём воды? Эти вопросы меня очень заинтересовали. Закону широтной зональности подчинены пояса атмосферного давления, как один из факторов воздействия на живые организмы. Водопроводящую систему деревьев можно сравнить с движением воды по трубам, а движение жидкости в сосудах древесины – высота поднятия в капиллярных трубках. Проблема: почему в разных климатических широтах произрастают деревья одного вида разной высоты, и от чего зависит водопроводящая система у низкорослых деревьев и деревьев-гигантов. Гипотеза: если есть зависимость диаметра сосуда древесины от высоты дерева, то его высота зависит от атмосферного давления как от одного из факторов влияния в различных широтах. Цель: исследование зависимости высоты дерева от диаметра сосуда древесины при определённом атмосферном давлении на различных широтах его произрастания.
Задачи проекта: 1. Изучить источники информации по выбранной теме. 2. Углубить знания по теории законов гидравлики, капиллярным явлениям. 3. Провести и описать эксперимент, подтверждающий или опровергающий выдвинутую гипотезу. 4. Обработать и проанализировать результаты проделанной работы. 5. Представить результаты в виде линейной диаграммы. 6. Сделать вывод, отвечающий поставленной цели.
Объект исследования: законы и явления физики в изучении теории гидравлики, капиллярных явлений. Предмет исследования: проводящая система древесины. Актуальность темы: исследование обусловлено продвижением знаний по вопросам законов гидравлики и теории капиллярных явлений, в постановке проблемы исследования с привлечением внимания общества к вопросам окружения привычных нам явлений в нашей жизни и построением диаграммы зависимости диаметра сосуда древесины от высоты.
1. Что такое гидравлика
Гидравлика – это наука, имеющая тысячелетнюю историю развития. Слово «гидравлика» происходит от сочетания двух греческих слов — hydor (вода) и aulos (труба) — и означает движение воды по трубам. В настоящее время термин «гидравлика» получил более широкое значение. В современном смысле гидравлика — техническая наука, в которой изучаются законы равновесия и движения жидкостей, а также методы применения этих законов в инженерной практике. Часть гидравлики, рассматривающую законы равновесия жидкостей, называют гидростатикой, часть, рассматривающую законы движения жидкостей – гидродинамикой. Два направления изучения гидравлики — в динамическом и статичном контекстах. Гидродинамика затрагивает вопросы кинематики воды как таковой, а гидростатика больше ориентируется на законы взаимодействия жидкостей с другими средами и телами. Причиной гигроскопического движения являются колебания влажности атмосферного воздуха. В технике различного рода гидравлических установках необходимое давление создается почти всегда с помощью компрессоров или насосов. У растительного организма решение задач, связанных с выполнением различного рода движений, в том числе и управляющих, не требует приложения столь больших усилий. Тем не менее, и они решаются при помощи законов гидравлики, но при значительно более низких давлениях 1 .
Водная среда является главным аспектом изучения в этом направлении. Вода — самое распространенное в биосфере вещество, играющее исключительно важную роль в жизни живой природы и в частности растений. Вода входит в состав клеток и тканей любого животного и растения. Потеря большого количества воды живым организмом может привести к его смерти. Растения способствуют более быстрому водному обмену почвы и воздуха. Трудно переоценить то благотворное воздействие, какое оказывает растительный мир на климат, регулируя его.
2. Растительный мир и законы гидравлики
Автономные движения растительного организма управляются с помощью гидравлики. В технике конструкторы создают высокое давление за счет сжатия: какая-либо подвижная деталь, например поршень, давит на жидкость. Для растения использование такой технологии потребовало бы больших затрат энергии и создания специальных и к тому же сложно устроенных приспособлений. Поэтому они применяют с конструктивной точки зрения намного более простой, а с точки зрения расходования энергии более эффективный метод — осмос. Осмос представляет собой диффузию вещества через перегородку (мембрану), разделяющую чистый растворитель и раствор или два раствора разной концентрации. Перегородка проницаема только для растворителя. Такой способ создания гидравлического давления связан с естественной способностью солей притягивать воду, растворяться в ней и уменьшать насыщенность раствора. С помощью осмоса растения создают довольно большие давления. Внутриклеточное давление придает жесткость тем растениям, ткани которых не одревеснеют. Когда осмотическое давление падает, например у срезанных и поставленных в вазу цветов, растение увядает. Многие растения обзавелись для этих целей самыми настоящими сочленениями, работающими по тому же принципу, по которому действуют гидравлические сочленения в технике. Каким же образом растение добивается внезапного падения давления? Причина в том, что оно в состоянии менять размеры пор в полупроницаемой мембране клеток. При увеличении размера пор раствор, находящийся под давлением в клетке, выходит наружу, и давление понижается. В течение считанных минут клеточная оболочка возвращается в прежнее состояние, и процесс может повториться вновь 2 .
2.1. Двигатели водного потока
Передвижение воды по растению определяется двумя основными двигателями водного потока: нижним двигателем водного потока или корневым давлением, верхним двигателем водного потока или присасывающим действием атмосферы. Механизм, обеспечивающий поднятие воды по растению за счет корневого давления, — нижний концевой двигатель водного тока. Вода заполняет весь путь от почвы — через корень и стебель — до клеток в листе. Суммарный поток воды направлен в сторону меньшего водного потенциала. Корневое давление нагнетает воду в сосуды центрального цилиндра корня, а сосущие силы притягивают эту воду. Процесс подъема воды от корней до листьев носит название восходящего тока. Корневое давление получило название нижнего концевого двигателя водного тока. Притягивающие же воду сосущие силы листьев называют верхним концевым двигателем водного тока. Наши обычные деревья имеют довольно большие размеры и значительную протяженность водопроводящей системы корней. Водный ток испытывает и преодолевает силу земного притяжения, силу тяжести. Между молекулами передвигающейся воды существуют силы сцепления. Водопроводящие элементы представляют единое целое с водным потоком, так как стенки их полностью смочены, насыщены водой. Все это сильно отличает условия, создающиеся в дереве, от условий в поршневых насосах, где между стенками цилиндра и поршня постоянно появляются пузырьки воздуха, нарушающие целостность водного столба. Происходит обрыв этого столба при подъеме на высоту более 10 метров. Для того чтобы поднять воду на высоту 100 метров, необходимо наличие сосущих сил в кроне дерева порядка до 35 атмосфер: на преодоление силы тяжести — 10 атмосфер, сопротивления фильтрации через поперечные стенки сосудов — до 25 атмосфер. Поэтому с чисто физической точки зрения представляется возможным объяснить подъем воды на высоту 100 метров и более 3 .
3. Капиллярные явления
Капиллярность — явление подъёма или опускания жидкости в капиллярах, заключающееся в способности этой жидкости изменять уровень в трубках малого диаметра, узких каналах произвольной формы и пористых телах. Подобные явления можно также наблюдать в очень узких трубочках, которые называются капиллярами (от лат. capillus — волосок) 4 . Силы, лежащие в основе капиллярности, — д ействие поверхностного натяжения и эффект смачивания.
3.1. Поверхностное натяжение
Термин «поверхностное натяжение» подразумевает, что вещество у поверхности находится в «натянутом», то есть напряжённом состоянии, которое объясняется действием силы, называемой внутренним давлением. Она стягивает молекулы внутрь жидкости в направлении, перпендикулярном её поверхности. Молекулы, находящиеся во внутренних слоях вещества, испытывают в среднем одинаковое по всем направлениям притяжение со стороны окружающих молекул. Молекулы поверхностного слоя подвергаются неодинаковому притяжению со стороны внутренних слоёв веществ и со стороны, граничащей с поверхностным слоем среды. На поверхности раздела жидкость — воздух молекулы жидкости, находящиеся в поверхностном слое, сильнее притягиваются со стороны соседних молекул внутренних слоёв жидкости, чем со стороны молекул воздуха. Внутреннее давление обуславливает втягивание молекул, расположенных на поверхности жидкости, внутрь и тем самым стремится уменьшить поверхность до минимальной при данных условиях. Сила, действующая на единицу длины границы раздела, обуславливающая сокращение поверхности жидкости, называется силой поверхностного натяжения или просто поверхностным натяжением 5 .
Коэффициент поверхностного натяжения является основной величиной, характеризующей свойства поверхности жидкости, и называется коэффициентом поверхностного натяжения. Сила поверхностного натяжения — сила, обусловленная взаимным притяжением молекул жидкости, направленная по касательной к ее поверхности. Действие сил поверхностного натяжения приводит к тому, что жидкость в равновесии имеет минимально возможную площадь поверхности. При контакте жидкости с другими телами жидкость имеет поверхность, соответствующую минимуму ее поверхностной энергии.
3.2. Эффект смачивания
Линия, ограничивающая поверхность капли на твёрдом теле является границей поверхностей трёх тел: жидкости, твёрдого тела и газа. Поэтому в процессе установления равновесия капли жидкости на границе этих тел будут действовать три силы: сила поверхностного натяжения жидкости на границе с газом, сила поверхностного натяжения жидкости на границе с твёрдым телом, сила поверхностного натяжения твёрдого тела на границе с газом. Будет ли жидкость растекаться по поверхности твёрдого тела, вытесняя с него газ, или, наоборот, соберётся в каплю, зависит от соотношения величин этих сил. Необходимо отметить, что именно скорость изменения диаметра пятна, образованного каплей жидкости, нанесённой на чистую поверхность материала, используется в качестве основной характеристики смачивания в капиллярах. Её величина зависит как от поверхностных явлений, так и от вязкости жидкости, её плотности, летучести. Более вязкая жидкость с прочими одинаковыми свойствами дольше растекается по поверхности и медленнее протекает по капиллярному каналу 6 .
3.3. Высота поднятия жидкости в капиллярных трубках
Капиллярные явления обусловлены двумя разнонаправленными силами: сила тяжести, заставляющая жидкость опускаться вниз и сила поверхностного натяжения, двигающая воду вверх. Подъем/опускание жидкости по капилляру остановится тогда, когда сила поверхностного натяжения уравновесится силой тяжести, действующей на столб поднятой жидкости. Высота, на которую поднимется смачивающая жидкость в капиллярной трубке, преодолевая силу тяжести, рассчитывается по формуле (3.3.1):
где – коэффициент поверхностного натяжения, Н/м ; – плотность жидкости, кг/м 3 ; – ускорение свободного падения, 9,8 м/с 2 ; h – высота столбика поднятой жидкости, м ; r – радиус капилляра , м ; d – диаметр капилляра, м 7 .
Если капилляр наклонён к поверхности жидкости, то высота поднятия жидкости от величины угла наклона не зависит. Как бы не располагались капилляры в структуре, высота поднятия жидкости будет зависеть от , , , r ( d ) . Из формулы высоты поднятия жидкости в капиллярах выражаем формулу для нахождения диаметра капилляра (3.3.2)
где – коэффициент поверхностного натяжения, Н/м; – плотность жидкости, кг/м 3 ; – ускорение свободного падения, 9,8 м/с 2 ; h – высота столбика поднятой жидкости, м; d – диаметр капилляра, м 8 .
4. Гидростатическое давление
На каждую частицу жидкости, находящейся в поле тяготения Земли, действует сила тяжести. Под действием этой силы каждый слой жидкости давит на расположенные под ним слои. В жидкостях существует давление, обусловленное ее весом. Жидкость способна легко изменять свою форму. Части жидкости могут свободно сдвигаться, скользя друг относительно друга. Жидкости практически несжимаемы. Вода в древесине может быть как в статическом (стабильном) и в динамическом (нестабильном) состоянии. Если вода находится в термодинамическом равновесии с древесиной и окружающей средой, то в ней не происходит никаких изменений во времени или в пространстве. Такое состояние воды называют стабильным и характеризует конечный результат взаимодействия древесины и воды. Динамика устанавливает наиболее общие закономерности взаимодействия древесины и воды. Давление, обусловленное весом жидкости, называют гидростатическим давлением. Согласно закону Паскаля давление, производимое на жидкость, передается жидкостью во все стороны одинаково. Это связано с подвижностью молекул в жидком состоянии 9 .
Давление столба жидкости определяется по формуле (5.1):
где ρ — плотность жидкости, кг/м 3 ; g — ускорение свободного падения, 9,8 м/с 2 ;
h – высота столба жидкости или глубина, на которой измеряется давление, м 10 . Гидростатическое давление равно весу столба жидкости с единичным основанием и высотой, равной глубине погружения точки под свободной поверхностью жидкости. Давление на дно сосуда определяется только высотой столба жидкости. Независимо от формы сосуда и его размеров.
5. Пояса атмосферного давления
Воздух, окружающий Землю, имеет массу и оказывает давление на все объекты, находящиеся на земной поверхности. Сила, с которой воздух давит на земную поверхность, называется атмосферным давлением. За нормальное атмосферное давление условно принято давление воздуха 760 миллиметров ртутного столба на уровне моря на широте 45° и при температуре 0 °С. Давление воздуха на нашей планете может изменяться в широких пределах. Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит ярко выраженный зональный характер.
На планете сформировалось несколько поясов атмосферного давления:
низкое давление на экваторе;
высокое давление в тропиках;
низкое давление над умеренными широтами;
высокое давление над полюсами.
Это происходит из-за постоянно высоких температур воздуха на экваторе. Нагретый воздух поднимается и уходит в сторону тропиков. На полюсах поверхность земли всегда холодная, а атмосферное давление повышено. Его обуславливает воздух, который приходит из умеренных широт. В умеренных широтах из-за оттока воздуха формируется зона пониженного давления 11 .
Таким образом, на Земле существуют два пояса атмосферного давления — пониженный и повышенный. Пониженный на экваторе и в двух умеренных широтах. Повышенный на двух тропических и двух полярных. Они могут немного смещаться в зависимости от времени года. Круглый год области пониженного давления сохраняются близ Экватора и в южном полушарии в умеренных широтах.
5.1. Влияние атмосферного давления на растения
Существуют лабораторные вакуумные установки различных размеров и мощностью. С применением такой установки основанной на использовании очень низкого атмосферного давления можно реализовать искусство Бонсай — выращивания точной копии настоящего дерева в миниатюре – прямо пропорциональная зависимость высоты роста растений от атмосферного давления. При увеличении/снижении атмосферного давления пропорционально увеличивается/снижается абсолютный рост. Это может служить экспериментальным доказательством того, почему деревья после катастрофы миллионы лет назад на Земле или полностью вымерли, или уменьшились 12 . Сегодня остатки погибшей биосферы — деревья-гиганты, достигающие высоты до 150 метров, которые ещё совсем недавно были широко распространены по всей планете. Плотный воздух более теплопроводен, поэтому субтропический климат распространялся от экватора до полюсов, где не было ледяного панциря. Благодаря высокому атмосферному давлению теплопроводность воздуха была высокой. Это обстоятельство вело к тому, что температура на планете распределялась равномерно, и на всей планете климат был субтропический. Вследствие высокой теплопроводности воздуха при высоком атмосферном давлении на полюсах тоже росли тропические и субтропические растения.
За последнее время мы наблюдаем постепенное уменьшение давления на планете. За последнюю тысячу лет давление, если считать, что оно падало по 1-2 мм ртутного столба в год, упало с трёх до одной атмосферы. Суша занимает всего 1/3 поверхности планеты, получается, что Земля была покрыта слоем сплошной зелёной массы. Многоярусность лесов позволяла разместить на Земле во много тысяч раз больше массы современной биосферы.
Когда — то реликтовые леса с гигантскими растениями покрывали большую часть суши земного шара. Ископаемые образцы говорят о том, что гигантские деревья существовали уже в юрский период. Так сложилось в природе, что десять самых высоких деревьев растут на территории США, и относятся к виду Секвойя. Как уникальные деревья у каждого из них есть имя собственное. Но на других континентах и странах произрастают не мене удивительные и по-своему уникальные виды деревьев.
Секвойя — самое высокое дерево в мире, который растёт всю жизнь в высоту и в ширину. Учёные установили, что секвойя росла на Земле более 100 миллионов лет назад. Об этом свидетельствуют найденные окаменелости с остатками коры. Учёные утверждают, что многие миллионы лет назад секвойи росли по всему северному полушарию Земли. Сегодня в естественном виде эти гиганты растут узкой полосой вдоль берегов Тихого океана в Северной Америке, штат Калифорния, никогда не удаляется далеко от побережья. Искусственно выращивают это дерево в Канаде, Мексике, Великобритании, Португалии, Италии, ЮАР, Новой Зеландии, в Крыму, на Кавказе. Но везде, где это дерево посажено искусственно, не достигает таких огромных размеров, как на своей естественной родине в Северной Америке. Эвкалипт — вечнозелёные исполины, произрастают в Австралии, Новой Зеландии, на Тасмании. Огромные эвкалипты могут жить только во влажном климате субтропиков. Эвкалипт — дерево, не дающее тени, потому что листовые пластинки поворачиваются ребром к солнцу. Благодаря такой способности эвкалипт долго может сохранить вобранную в себя влагу, это настоящий водяной насос. Одно такое дерево в течение суток способно всосать в себя более 300 литров влаги. А за год этот выпивает более 100 тонн воды. Из-за этих свойств, это дерево часто используют в мелиорации 13 .
6.1. Подъём воды в стволах высоких деревьев
Долгое время механизм подъема воды к верхушкам высоких деревьев оставался загадкой. 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 водяного столба), тем больше сила тяжести затрудняет подъем. Давление водяного столба в ксилеме неуклонно падает с высотой. Столб воды разрывается с появлением пузырьков воздуха. На высотах больше 110 метров, т.е. у вершин деревьев-гигантов, давление в ксилеме очень близко к минимально возможному. Однако во время засух избежать падения давления ниже допустимого уровня не удается — верхняя часть кроны, вероятно, отмирает, но потом заменяется новой. Почти все высокие секвойи имеют несколько вершин. Как и давление в ксилеме, линейно с высотой снижается внутреннее гидростатическое давление в живых клетках, необходимое для их роста и развертывания листьев 14 .
Предел высоты дерева определяется доступностью воды. Высота, которой могут достигнуть секвойи, непостоянна, она меняется со временем в зависимости от климатических и атмосферных перемен — ведь на водообеспечение и углеродный баланс дерева влияет сумма факторов: уровень концентрации углекислого газа в атмосфере, изменения температуры и влажности внешней среды.
Цель эксперимента: доказать, что высота поднятия жидкости в капиллярах зависит от диаметра этих капилляров.
Оборудование и материалы: ёмкость для жидкостей, термометр, штангенциркуль, маркер, набор трубочек различных диаметров, вода родниковая, сок берёзовый натуральный (Приложение А).
Ход работы: 1. Приготовила образцы трубочек различного диаметра для исследования. Штангенциркулем определила их внутренний диаметр и соответственно пронумеровала по уменьшению их диаметра, данные занесла в таблицу 10.1 (Приложение Б). 2. На расстоянии 1 сантиметра от одного конца образца отметила маркером линию. Взяла ёмкость с родниковой водой и по очереди опускала образцы трубочек в воду, так чтобы уровень воды совпадал с проведенной линией. 3. Отметила маркером высоту поднятия жидкости. Такой опыт я провела с каждым образцом (Приложение В). 4. Штангенциркулем отмерила высоту поднятия родниковой воды в трубочках. Полученные данные анализа занесла в таблицу 10.2 (Приложение Г). 5. Повторила опыт с натуральным берёзовым соком (Приложение Д). 6. Штангенциркулем отмерила высоту поднятия берёзового сока в трубочках. Полученные данные анализа занесла в таблицу 10.3 (Приложение Е).
Температура родниковой воды в опыте составляет 20 0 С; плотность = 1000 кг/м 3 ; коэффициент поверхностного натяжения = 0,073 Н⁄м. Температура натурального берёзового сока — 20 0 С; плотность = 1000 кг/м 3 ; коэффициент поверхностного натяжения = 0,062 Н⁄м 15 . Согласно формуле нахождения высоты поднятия жидкости в капиллярах (3.3.1) эта высота будет зависеть от , , , d .
Вывод: из таблиц 10.2 и 10.3 следует, что высота поднятых жидкостей пропорциональна диаметру трубочек, результаты эксперимента с родниковой водой подтверждают эту пропорциональность результатами эксперимента с натуральным берёзовым соком. Натуральный берёзовый сок как более вязкая жидкость медленнее протекает по капиллярному каналу.
Одним из основных приемов разработки общих теоретических положений является обобщение – средство перехода от познания частных явлений к познанию общих. Оно заключается в исследовании таких свойств и явлений материального мира, которые характеризуют не единичное явление, а целый класс однородных в данном отношении явлений.
Теория подобия – учение о методах научного обобщения эксперимента. Она отвечает на вопрос, как нужно поставить опыт и обработать полученные данные, чтобы их можно было распространить на подобные явления. Всякое явление природы представляет собой систему материальных тел, которая за счет протекания в ней различных процессов претерпевает определенное изменение состояния. Подобными явлениями называют системы тел, геометрически подобные друг другу, в которых протекают процессы одинаковой физической природы и в которых одноименные величины, характеризующие явления, относятся между собой как постоянные числа.
Метод подобия применяется в задачах прикладного характера, в которых решения требуется учитывать большое число физических величин и позволяет выделить безразмерные параметры, которые независимо влияют на исследуемый процесс. Такой подход позволяет упростить качественное исследование и численное моделирование эксперимента. Высота столба поднятой жидкости подобна высоте дерева, диаметр трубочек подобен диаметру сосудов древесины. Проанализировав результаты, на основании полученных данных о водопроводящей системе деревьев и метода подобия я построила кривую высот: линейную диаграмму зависимости диаметра сосуда древесины от высоты. (Приложение Ж).
Жидкость в капиллярной трубке преодолевает силу тяжести. В данный момент времени состояние жидкости будет стабильным и характеризует конечный результат взаимодействия древесины и воды. Давление обусловлено весом жидкости в древесине.
Согласно формуле определения гидростатического давления столба жидкости (5.1) давление на дно сосуда определяется только высотой столба жидкости и независимо от формы сосуда и его размеров. Атмосферное давление воздуха давит на земную поверхность. Гидростатическое давление в данной точке жидкости создастся весом жидкости, находящейся над этой точкой, и весом атмосферы над поверхностью жидкости. Давление у поверхности жидкости часто равно атмосферному давлению.
Вывод по эксперименту: смачивающие жидкости родниковая вода и натуральный берёзовый сок близкие по своему составу к природным источникам воды для всего растительного мира и сокодвижения в деревьях поднимаются по капиллярам сосудов древесины, преодолевая силу тяжести, на высоту дерева, зависящую от коэффициента поверхностного натяжения этих жидкости, их плотности и диаметра капилляра сосудов древесины.
Так как распределение атмосферного давления по земной поверхности носит ярко выраженный зональный характер и сформировалось несколько поясов низкого и высокого атмосферного давления в определённых широтах, с большой вероятностью можно сказать, что высота деревьев будет различной при определённом атмосферном давлении на различных широтах его произрастания и будет зависеть от атмосферного давления как от одного из факторов влияния на рост и развитие растительного мира.
На высоту деревьев влияют разные климатические факторы, в том числе и атмосферное давление, но прежде всего она зависит от гидравлической системы самого дерева.
В результате своей исследовательской работы я д остигла решения проблемы с помощью поставленной цели и задач:
1. Изучила специальную литературу, включающую научные и журнальные статьи, учебники, словари, энциклопедии по выбранной теме.
2. Углубила свои знания по законам гидравлики, капиллярным явлениям, которые широко распространены как в человеческой деятельности, так и в природе.
3.рДоказала экспериментально зависимость диаметра сосуда древесины от высоты.
4. Проанализировала результаты исследовательской работы и представила результаты в виде линейной диаграммы.
5. Подтвердила гипотезу зависимости высоты дерева от атмосферного давления, как от одного из факторов влияния на различных широтах его произрастания.
6. Усовершенствовала в процессе своей работы личностные качества:
способность работать с большим количеством информации;
стремление к саморазвитию.
нацеленность на результат;
Я вижу дальнейшую перспективу применения разработанного мной продукта для усовершенствования знаний на уроках физики и биологии в школе.
Список использованной литературы
1. Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины. – М.: Издательский дом Альянс, 2002. – 422 с.
2. Галдин Н.С. Основы гидравлики и гидропривода: Учебное пособие. – Омск.: Издательствово СибАДИ, 2006. – 145 с.
3. Гомоюнов К.К. Физика. Толковый словарь школьника и студента. – М.: Проспект, 2-е издание, 2010. – 496 с.
4. Патури Ф. Растения — гениальные инженеры природы. – М.: Прогресс, 2002. – 265 с.
5. Магеррамов М. А. Теплофизические свойства натуральных и концентрированных плодоовощных соков. – Баку.: Элм, 2006. – 274 с.
6. Сальников В.С. Механика жидкости и газа. – Ярославль.: Издательский дом Факел, 2002. – 199 с.
7. Телеснин Р. В. Молекулярная физика: Учебное пособие. – СПб.: Лань, 2009 . – 368 с.
8. Шемшук В. А. Как нам вернуть Рай. – М.: Омега Плюс, 2009. – 336 с.
9. Алехина Н. Д. Движение воды в целом растении (Электронный ресурс). –http://gendocs.ru
10. Бурова Л.А. Самое высокое дерево в мире (Электронный ресурс). – http://www.doklad-na-temu.ru
11. Горкин А.П. Современная иллюстрированная энциклопедия (Электронный ресурс). – https://www.litmir.me
12. Гэлстон А. Подъём воды в стволах высоких растений (Электронный ресурс). – http://www.booksshare.net
13. Михайлова Н.В. Где растет эвкалипт? (Электронный ресурс). –http://fb.ru
Таблица 10.1 — Номера трубочек и их внутренний диаметр
Источник
