Когда бросаешь взгляд на дерево, видишь его только частично. Невидимые глазу корни распростерты под землей так же широко, как ветви в воздухе. Корни удерживают дерево в грунте и помогают противостоять напору ветра. Они же помогают дереву расти, собирая воду и питательные вещества из почвы и направляя по стволу к листьям. Деревья действуют как природные насосы: многие их породы, достигающих 50 м высоты и более, выкачивают сотни литров воды, необходимой для роста. Вы можете всосать напиток через соломинку, однако деревьям подобное недоступно. Чтобы поднять воду вверх, они используют иной метод, называемый «осмосом». Первый из опытов показывает в действии механизм осмоса. Жидкость в корнях (растительный сок) имеет более высокую концентрацию сахара, чем вода снаружи. Осмотический процесс позволяет вытягивать воду из почвы, где концентрация растворенных веществ ниже, в корневую ткань, где их концентрация выше.
Во втором эксперименте подкрашенная вода покажет, каким образом сок движется по корням растения. Все живые существа состоят из крошечных «строительных единиц» — клеток. Вода способна просачиваться сквозь клеточную стенку, а сахар — нет. В процессе осмоса вода всегда движется в заданном направлении — со стороны, где концентрация сахара ниже, в ту, где она выше.
Втяните воду наверх
Чтобы почувствовать, какое усилие требуется для подъема воды, склейте скотчем несколько соломинок, удлиняя их. Чем длиннее соломинка, тем труднее втянуть по ней напиток. Самые лучшие механические насосы способны поднимать воду на высоту до 10 м.
Как действует осмос
Вам понадобится:
Большая картошка; линейка; разделочная доска; нож для снятия картофельной кожуры; обычный нож; чайная ложка; две неглубоких тарелки; вода; сахар.
Вам нужна большая гладкая картофелина размером примерно 10 см в длину и 6 см в поперечнике. Аккуратно снимите с нее кожуру на разделочной доске, стараясь не повредить поверхность картофеля.
Разрежьте картофелину пополам и срежьте за ненадобностью ее закругленные концы. Каждая из двух половинок должна быть толщиной около 3 см.
Чайной ложкой выньте часть из обеих половинок. Поместите каждую половинку на отдельную плоскую тарелку и налейте в тарелки воды до уровня примерно в 1 см.
До половины заполните водой выемки в обеих половинках. Насыпьте в одну из половинок 2,5 мл (половину чайной ложки) сахарного песка. Прикройте все это чем-нибудь и оставьте на один день. (Но прежде добавьте в воду в тарелке пищевой краситель, чтобы видеть ее движение.)
На следующий день вы обнаружите, что уровень жидкости в выемке «сахарной» половинки поднялся. Осмотический насос подкачивает сюда воду из тарелки. Уровень жидкости в выемке, сделанной во второй половинке картофелины, останется прежним.
А что еще может осмос?
Вам понадобится:
Вода; два высоких стакана; водорастворимые чернила или пищевой краситель; белая гвоздика; ножницы; скотч.
Налейте воды в два высоких стакана. Добавьте в один из них несколько капель чернил или немного пищевого красителя, чтобы жидкость приобрела интенсивную и яркую окраску.
С помощью ножниц расщепите до половины стебель гвоздики. Охватите полоской скотча стебель чуть выше, чтобы он не расщеплялся далее.
Поставьте рядом два стакана на подоконник и в каждый направьте половинку расщепленного стебля. Прислоните цветок к оконному стеклу, если ему не хватит устойчивости.
Через несколько часов посмотрите, что происходит. Одна половина цветка окрасится. Другая половина останется такой же белой.