나무는 물과 영양소를 뿌리에서 잎까지 어떻게 옮길까요?
나무의 키는 고층 건물 보다 상당히 큰 나무도 많은데 물과 영양소는 뿌리부터 시작으로 아주 높은 끝부분 잎까지 전달됩니다. 어떤 원리로 전달되는지 설명해 주세요.
4개의 답변이 있어요!안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
나무내부에는 뿌리부터 나뭇가지, 잎파리까지 연결된 물관이 존재합니다. 이 물관은 얇기 때문에 중력을 거슬러 올라갈 수 있는 모세관 현상도 일어나며, 나뭇잎에서는 수분을 소모하여 광합성을 하기 때문에 물을 끌어올리는 힘을 만들어 줍니다. 이러한 현상들로 물이 뿌리부터 나뭇잎까지 도달할 수 있는 것이죠.
모세관 현상이란 가는 관에 액체가 끌려 들어가는 현상입니다. 액체 내의 분자간 인력과 관의 표면 사이에 작용하는 인력에 의해 끌어 들어가는 원리입니다.
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나무가 물을 어떻게 골고루 내보내는지에 대해서는 명확하게 밝혀진 것은 없습니다.
여러 가설이 있지만, 그 중 가장 그럴듯한 설명은 뿌리에 압력을 작용하는 힘이 있다는 것입니다.
즉, 인간이 펌프를 사용하는 것과 같이 뿌리에서 압력을 가해서 물이 퍼져나가는 것입니다.
나무의 뿌리는 흙보다 물질 농도가 더 높으므로 삼투압 협상에 의해 흙 속의 물이 뿌리털의 세포막을 통해 뿌리속으로 들어가게 됩니다. 뿌리털에서 흡수한 물은 농도가 더 높은 뿌리 안쪽으로 이동하여 물관에 도달한 후 식물 전체로 전달되게 됩니다. 물관은 뿌리에서부터 잎까지 연결되어 있고, 물관 속의 물은 물 분자 사이에 서로 잡아당기는 힘이 있기 때문에 물관 속에서 물기둥을 이루어 잎까지 올라갈 수 있는 것입니다. 잎에서 공기중으로 수분이 증발하게되면 아래쪽의 물분자를 위로 끌어 올리면서 물이 올라올 수 있게 됩니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
나무는 증산 작용을 통해 잎에서 수분을 증발시키게 됩니다. 물분자가 잎에서 사라진 만큼 수분끼리는 서로 뭉치려는 응집력이 있기 때문에 사라진 수분만큼 잎으로 수분을 계속 끌어당기게 됩니다.
그리고 뿌리에서 잎까지는 모세관 현상에 의해 수분이 끌어당겨지는데요. 모세관 현상은 직경일 넓은 곳에서 작은 곳으로 수분이 끌어당겨지는 현상입니다.
이러한 모든 현상을 통해 물을 잎까지 끌어당기게 됩니다.