Re: Tensione Superficiale e pressione idrostatica negativa

Messaggioda Faussone » 05/03/2015, 19:47

Faussone ha scritto:[.....]Il discorso del raggio di curvatura del menisco legato a questa fittizia depressione nei termini in cui tu lo descrivi con quella formula non lo trovo corretto.


Ho riflettuto su questo (riflessioni di ritorno a casa dall'ufficio :-) ) e forse ho capito cosa si intende..
Per depressione si intende non la pressione dell'aria sopra il menisco, che come dicevo è sempre pari alla pressione atmosferica (non c'è nessuna depressione che aspira l'acqua nel menisco), ma alla pressione dell'aria immediatamente sotto il menisco, nel fluido immediatamente sotto la superficie del menisco (in realtà questo vale per menischi concavi, per menischi convessi si ha una sovrapressione).
Tale depressione è dovuta al fatto che le varie forze di adesione combinate con tensione superficiale ed il peso tendono a "tirare" l'acqua che si trova più in alto rispetto alla quota che occuperebbe in assenza di capillarità (più basso nel caso di menischi convessi). Se vogliamo questa differenza di pressione può essere anche posta uguale a $rho g h$ con $rho$ densità, $g$ accelerazione di gravità e $h$ differenza tra altezza del menisco e altezza della superficie libera senza menisco.

La formula quindi va scritta come
$Delta p = -\frac{2 T}{R}$

e $Delta p$ è da intendere come differenza di pressione tra sotto e sopra il menisco.

Spero ora sia tutto chiaro.
Faussone
Moderatore
Moderatore
 
Messaggio: 3105 di 10739
Iscritto il: 03/09/2008, 12:44

Re: Tensione Superficiale e pressione idrostatica negativa

Messaggioda Bruny86 » 11/03/2015, 01:26

Salve a tutti,
l'argomento trattato in questa sezione del forum mi interessa particolarmente perchè sto preparando l'esame di fisiologia vegetale e questo è un dubbio che mi affligge ormai da giorni senza venirne a capo.Premetto che non sono molto ferrata su certi concetti di fisica, ma vorrei ugualmente comprendere il meccanismo di risalita della linfa nei condotti xilematici.La forza motrice per questo processo non è la capillarità; infatti questa proprietà dell'acqua consente la risalita della linfa solo per 150 cm, ma esistono alberi alti anche 30-40 m. La forza che interviene, secondo la teoria detta tensione-coesione,è la traspirazione e cito testualmente il mio libro di fisiologia vegetale: "Secondo questa teoria, l'ascesa della linfa nei vasi è dovuta ad un gradiente di potenziale dell'acqua che si instaura tra foglie e radici. Questo gradiente è determinato dalla perdita di acqua dalle superfici delle cellule del mesofillo fogliare a causa della traspirazione. Infatti, la perdita di acqua per evaporazione dalle pareti cellulari del mesofillo genera una pressione idrostatica negativa che viene trasmessa fino ai vasi xilematici.Tale pressione negativa é LA DIRETTA CONSEGUENZA DELL'ELEVATO VALORE DI TENSIONE SUPERFICIALE DELL'ACQUA (questo è ciò che non ho capito!!!) e quindi della coesione tra le molecole di acqua generata dalla sua polarità. In altre parole, la perdita di acqua per traspirazione da parte delle foglie genera un ∆ψ dell'acqua che funge da motore per la risalita di acqua dalle radici. Pertanto sono proprio le caratteristiche chimico-fisiche dell'acqua a permettere la formazione di una vera e propria colonna di acqua che viene tirata dall'alto. La forza che guida il movimento dell'acqua è generata dalla combinazione tra le proprità chimico-fisiche dell'acqua e le caratteristiche microstrutturali delle superfici evaporanti, che è rappresentata dalla parete cellulare delle cellule del mesofillo fogliare. Tale superficie è catratterizzata da una struttura fibrillare con una tessitura provvista di pori fisici di dimensioni molecolari.Ne consegue che, in seguito all'evaporazione l'acqua genera un menisco a livello di tali pori. Il raggio di curvatura di tali menischi è sufficientemente piccolo da sostenere colonne di acqua alte più di 100 m.....A CAUSA DELLLA TENSIONE SUPERFICIALE E DEL PICCOLO RAGGIO DI CURVATURA DEL MENISCO A LIVELLO DELLA SUPERFICIE EVAPORATIVA,L'EVAPORAZIONE ABBASSA IL POTENZIALE DELL'ACQUA DELLE ADIACENTI REGIONI, INCLUSO QUELLO DEGLI ELEMENTI XILEMATICI. Tale variazione è trasmessa lungo tutta la pianta. In questo modo l'evaporazione stabilisce dei gradienti di pressione o tensione lungo la via di traspirazione dell'acqua della pianta. Ciò causa un flusso di acqua dal suolo fino alle foglie".
Un processo analogo si verifica anche nel suolo quando le radici assorbono l'acqua.
Scusate se ho scritto tanto, ma è solo per chiarezza. Spero che avrete la pazienza e la coretesia di leggere e rispondermi. Per me sarebbe davvero importante, non so più dove sbattere la testa! Grazie.
Bruny86
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 1 di 10
Iscritto il: 10/03/2015, 22:10

Re: Tensione Superficiale e pressione idrostatica negativa

Messaggioda Bruny86 » 11/03/2015, 02:45

Allego anche il link di un'immagine che credo possa essere utile
http://www.uic.edu/classes/bios/bios100 ... /model.gif
Bruny86
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 2 di 10
Iscritto il: 10/03/2015, 22:10

Re: Tensione Superficiale e pressione idrostatica negativa

Messaggioda Faussone » 11/03/2015, 15:05

Cara Bruny86,

:shock: ma da dove viene quella descrizione: è orribile!
Si mescolano concetti e fenomeni tra loro, senza dare alcun chiarimento e generando solo confusione: in particolare il discorso sulla tensione superficiale e il raggio di curvatura è terribile...
Lo credo che non hai capito!

Secondo me il processo è guidato tra tre fenomeni: l'osmosi, la capillarità e la traspirazione che genera una depressione nei condotti. Siccome son pigro ho visto se qualcuno su internet ha già spiegato il fenomeno e ho fatto una ricerca basata su quei tre termini.
Il primo sito che è trovato è questo qua, che già dà una spiegazione molto più comprensibile mi pare.
Faussone
Moderatore
Moderatore
 
Messaggio: 3126 di 10739
Iscritto il: 03/09/2008, 12:44

Re: Tensione Superficiale e pressione idrostatica negativa

Messaggioda Bruny86 » 11/03/2015, 23:03

Caro Fassino,
grazie per la celere risposta . Purtroppo per me la fonte di quanto ho riportato nel messaggio precedente è il mio libro di fisiologiavegetale, tra i cui aautori c'è anche la mia professoressa.
Il link che mi hai segnalato è molto chiaro, ma non risolve il mio dubbio, ovvero: perché la traspirazione genera una pressione idrostatica negativa? E perché la questa pressione idrostatica negativa è la diretta conseguenza della tensione superficiale ddell'acqua?
Ancora grazie mille!
Bruny86
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 3 di 10
Iscritto il: 10/03/2015, 22:10

Re: Tensione Superficiale e pressione idrostatica negativa

Messaggioda Bruny86 » 11/03/2015, 23:06

Perdonami per l'errore nel nome, ho risposto con il cellulare e il correttore automatico ha corretto "Faussone" con "Fassino". Scusa!
Bruny86
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 4 di 10
Iscritto il: 10/03/2015, 22:10

Re: Tensione Superficiale e pressione idrostatica negativa

Messaggioda Faussone » 12/03/2015, 18:50

Insomma il correttore automatico conosce Fassino, ma non Faussone, come dire ne sa più di nomi di politici che di nomi di personaggi letterari: Faussone è il montatore (nel senso di colui che monta impianti per industria di vario tipo, non in senso ...biblico/biologico ;-) ) di un piacevolissimo libro di Primo Levi "La chiave a stella" ispirato a storie/esperienze/viaggi di lavoro vissuti o riportati.


Bruny86 ha scritto:Purtroppo per me la fonte di quanto ho riportato nel messaggio precedente è il mio libro di fisiologiavegetale, tra i cui aautori c'è anche la mia professoressa.


Spero di non aver commesso reato di lesa maestà, visto che il libro è scritto da autorevoli professori, devo confermarti però che io non sono in grado di comprendere davvero nulla da quella descrizione (e certo non sono un genio, ma alcuni concetti di base di fisica credo di conoscerli..)

Riguardo alla domanda sulla traspirazione, pressione idrostatica negativa e tensione superficiale ti descrivo come io interpreterei il fenomeno.
Innanzitutto ti dico che io non userei mai l'accezione "pressione idrostatica negativa" che si presta a molti malintesi, una pressione negativa non esiste, o almeno chiamarla pressione è fuorviante, molto meglio chiamarla tensione.

Io il fenomeno lo vedrei così: la traspirazione fa evaporare alcune molecole d'acqua, quindi lo spazio rimasto vuoto deve essere occupato da altre molecole d'acqua presenti nella pianta, ma lo spazio occupato da queste altre molecole deve essere a sua volta occupato da altre molecole e così via, fino a generare un flusso di molecole dalle radici alle foglie.
Tutto questo fenomeno è possibile perché l'acqua ha una certa tensione superficiale che fa sì appunto che le molecole siano legate le une alle altre per cui "tirando" una molecola d'acqua questa riesce a "tirarsi" dietro tutte le altre ad esse legate.
Ovvio che questo fenomeno può avvenire se l'acqua è confinata in canali (interstizi) molto stretti, altrimenti la tensione superficiale non riesce a tenere insieme le molecole (tirando via un pugno d'acqua da un secchio non riusciamo a svuotare il secchio tutto in una volta infatti :-) )

Forse è una descrizione alla buona, ma secondo me è qualitativamente migliore e più chiara di quella riportata nel testo che hai messo che vuole usare nozioni di fisica apparentemente più rigorose, ma in maniera non proprio corretta, senza alla fine arrivare a nulla.
Molto carino invece l'esempio del "picchio che beve" in quel link che ti ho riportato io che chiarisce come la fonte di energia per pompare l'acqua dalle radici alla fine viene dall'energia termica del Sole.
Faussone
Moderatore
Moderatore
 
Messaggio: 3129 di 10739
Iscritto il: 03/09/2008, 12:44

Re: Tensione Superficiale e pressione idrostatica negativa

Messaggioda Bruny86 » 12/03/2015, 20:31

Faussone grazie per la spiegazione, hai confermato l'idea che mi ero fatta anch'io. E ancora grazie per il link, che è molto chiaro ed esplicativo; visto che l'esame è scritto, di sicuro trarrò spunto per la risposta ad un'eventuale domanda sulla forza che muove la linfa nei vasi xilematici. Ormai mi sono rassegnata al fatto che la spiegazione sul libro è confusionaria e quindi l'importante è aver compreso il senso del processo.
:smt039
Bruny86
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 5 di 10
Iscritto il: 10/03/2015, 22:10

Precedente

Torna a Fisica, Fisica Matematica, Fisica applicata, Astronomia

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 1 ospite