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大木の水分吸い上げについて
地球上では水を吸い上げられる高さって たしか８Mくらいが限界でしたよね？ それ以上はどんな機械を使っても無理だとか言う…。 それで質問なんですが、 物理的に吸い上げられる高さの限界はあるのに どうして、10M以上もあるような大木は 地面から水を吸い上げて木全体に水分を 行き渡らせることが出来るのでしょうか？ とある、小説にそういう質問が載っていたのですが 答えがなくて…。 質問する前に検索しましたが、なさそうだったので 質問しました。 物理学のジャンルの方がよかったでしょうか(^^;) よろしくお願いいたします。
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水を吸い上げる際は地表の水にかかっている大気圧が１気圧で、吸い上げる側の口がゼロ気圧の際には皆さんのご指摘通りおよそ１０ｍまで吸い上がり、それ以上はどんなに頑張っても上がりません。 なぜならばマイナスの気圧と言う環境が作れないからです。 ところが、地表面の水にかかる圧力を何らかの方法で増加させてやれば水柱はさらに上まで伸びてゆきます。理論的にはプラス方向の圧力は無限に与えられますから（分子構造が壊れるまで）水柱もそれに従い伸びて行きます。 よって、10ｍ以上の大木のてっぺんにも水が供給される理由は葉からの水分蒸発による吸引現象だけでは説明できず、いろいろな説があげられています。 １）根に圧力を与える作用がある。 ２）毛細管現象 ３）その他（水ポテンシャルも含まれます） 分かっているのは、下から押し上げる何らかの力が必要だと言う事です。
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- tomochan25
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こんにちは。 昔大学の講義で、蠕動（ぜんどう）運動だと習った記憶があります。 すなわち、腸が腸壁の収縮によって食物を押し出す動きですね。 水が入った柔らかいビニールのホースを立てて下からしごき上げるような運動を想像すればいいんじゃないんでしょうか？
お礼
蠕動運動ですか…はじめて知りました。 腸壁の収縮、イメージできます！ 本来動かないといわれている(一部は除いて) 植物も、収縮運動しているとすれば 面白いですね(^^) 私としては凄く納得できます。 回答ありがとうございました！
- fibula
- ベストアンサー率30% (115/372)
本題については他の人がきちんと回答されてます。 たとえばGoogle検索なら「１０ｍ 木 水 浸透圧」でヒットしますよ 違う点を突っ込みます。 >それ以上はどんな機械を使っても無理だとか言う…。 それで質問なんですが、 物理的に吸い上げられる高さの限界はあるのに これが大嘘なんですね。 「トリチェリの真空」ですから１０ｍ前後が限界点です。説明は省きます。検索してください。ちなみにこの「トリチェリの真空」は、ゆとり教育の前の世代なら中学生の質問でした。中学二年生で習う話です。 雑談はさておいて、実際の揚水ポンプはどうしているか？ですね。 Ans.水車（スクリュー）のような形をしている。だから上からくみ上げるのではなく下から押し出すんですね。だから１０ｍの限界点を超えて容易に揚水できるんです。強力なモーターが有れば理論的には制限が無いんですね。効率という制限は有りますが・・ ご参考になりましたか？
お礼
限界点は10Mでしたか、 記憶があいまいで８Mとしていました。 大嘘とおっしゃっている意味が少しわからないのですが(ごめんなさい…) 結局は限界は存在するのですよね？？ ゆとり教育がいつからなのかちょっと詳しくは 知らないのでわかりませんが、トリチェリなら知ってます。 あと、揚水ポンプではなく木について知りたかったのですが、 揚水ポンプの仕組みは吸い出しているのではないことが わかりました。 回答ありがとうございました！
- tochi-kun_001
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幹の中の導管を水分が通って、運ばれます。詳しいメカニズムは、次の論文を読んでみて下さい。 http://www2u.biglobe.ne.jp/~gln/12/1205.htm
お礼
教えてくださったURLの内容 なんとか理解できました。 確定された理論は今のところは ないということでしょうか。 でも、様々な有力な説があるのですね。 しかも数式で表せるのに驚きました。 回答ありがとうございました！
- Hiyuki
- ベストアンサー率36% (2604/7183)
昔は、毛管現象で説明されていましたが、今は水ポテンシャルで説明されることが多いです。 水ポテンシャル自体は習ったのですが、理解力が足らず、説明できません…。 http://www.geocities.com/CapeCanaveral/8349/jyumoku.html http://hosho.ees.hokudai.ac.jp/~ayuho/Plant/plant.html この辺を見てみてください。 ＞それ以上はどんな機械を使っても無理だとか言う…。 不可能か可能かと問われれば可能だと思いますよ。 消防のはしご車などはかなりの高さまで水をくみ上げてますし。
お礼
ポテンシャルは学校で習いましたが、 水ポテンシャルは知りませんでした。 消防車って水を吸い上げているんですか、 私はてっきり、水を押し出しているのだと思っていました(^^;) 回答ありがとうございました！
- K-1
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毛細管現象とかいろいろ説はありますが、コレといった決め手がないのです。 つまり、現在でも「謎」です。
お礼
毛細管現象ですか…。初耳です(^^;) やっぱり謎なのでしょうか、う～ん…。 回答ありがとうございました！
お礼
では、ただの吸い上げだけ考えては いけないということですね。 分子構造が壊れるまで加圧するなんて 相当の圧力な気がするのですが、 理論的に不可能ではないのですね。 確かに、そこまで加圧してしまったら 木がぼろぼろになりそうです(^^;) 未だ確実な証明がなされていないのが現状なのでしょうか。 回答ありがとうございました！