Проводит вода ток или нет: Физики раскрыли секрет того, почему вода проводит ток

Какая вода не проводит электричество и почему

 Мы привыкли считать, что вода прекрасно проводит электрический ток. Но это не совсем верное утверждение. Что в нем не так, и есть ли такая вода, что является диэлектриком? Будем разбираться!

Вода — проводник…

Вода часто задает загадки исследователям, это одна из самых таинственных жидкостей на планете. Даже, казалось бы, простой вопрос о ее проводимости оказывается совсем неоднозначным.

Вода прекрасно проводит электричество. Это аксиома, об этом знают многие. Нас часто предупреждают, что плавать в открытых водоемах в грозу нельзя, что не стоит трогать включенные бытовые приборы влажными руками.

… и диэлектрик

Но оказалось, что проводником является вовсе не вода сама по себе, а те примеси, что в ней практически всегда присутствуют. Что абсолютно точно: вода является универсальным растворителем, поэтому в ней всегда есть какие-то взвеси или хорошо растворенные примеси. В том числе, ионы минеральных солей, которые как раз и проводят ток.  

Очистить живительную жидкость, сделать ее дистиллированной можно, такие способы существуют. И тогда она становится диэлектриком, то есть, практически не пропускает через себя ток.

Чистота — понятие временное

Дистиллированную воду мы можем увидеть и приобрести в некоторых торговых точках и в аптечных заведениях. Ее применяют при выработке некоторых видов продукции, она нужна в медицине, например, для разведения порошковых лекарств, применяемых для инъекций; и в других отраслях человеческой деятельности.

Вот только, если мы приобрели какой-то объем такой очищенной воды, она не будет долго оставаться стерильной. Соответственно, и диэлектриком она не будет всегда. Снова вступят в права ее свойства растворимости, она впитает в себя газы из воздуха, частички веществ со стенок сосудов и пр.

На Земле впервые создана металлическая вода. Она оказалась золотой

Большинству людей, хоть что-то понимающих в физике и технике, может показаться удивительным, что вода, которая может ударить током, на самом деле является изолятором.

Все дело в примесях. Вода из-под крана проводит электрический ток благодаря содержащимся в ней солям. Дистиллированная же вода имеет свойства диэлектрика, потому что молекулы воды сами по себе электрически нейтральны.

Соответственно, чтобы сделать дистиллированную воду проводником, нужно изменить ее структуру таким образом, чтобы в ней появились свободные электроны.

Этого можно добиться, сжимая воду под давлением около 48 мегабар. По сути, таким образом можно «выдавить» электроны из молекул воды. Однако такое давление ни в лабораторных, ни в производственных условиях недостижимо. Оно, к сожалению, может существовать только в ядрах очень больших планет или звезд.

Другой способ наделить воду свободными электронами – отдать ей чужие. Этим и занялась команда исследователей, работающая на установке BESSY II в Берлине.

Установка для получения металлической воды.

Необычный эксперимент объединил 11 научных институтов разных стран мира. Ученые решили подарить воде электроны щелочных металлов, которые легко отдают их со внешних оболочек своих атомов.

Проблема состояла в том, как соединить воду со щелочным металлом, чтобы он поделился с ней своими электронами. Ведь в обычных условиях щелочные металлы, попадая в воду, шипят, воспламеняются и даже взрываются. Поэтому исследователи не стали погружать металл в воду, а нанесли тонкий слой воды на щелочной металл.

Внутри вакуумной камеры из сопла капал сплав натрия и калия. Поясним, что оба эти металла при комнатной температуре находятся в жидком состоянии. Затем в камеру по трубам подавался водяной пар. Он осаждался чрезвычайно тонким слоем на металлические капле.

Последовательность образования металлической воды на капле натрий-калиевого сплава. Она окрашивается в золотой цвет по мере того, как электроны и катионы металлов перемещаются в слой воды.

Электроны и катионы (атомы, лишенные электронов) металлов перетекали из капель в наружный слой воды. В итоге получалась проводящая электричество вода. То есть вода из диэлектрика (плохо проводящего ток) превратилась в металл.

«И вы можете увидеть фазовый переход воды в металл невооруженным глазом! – говорит Роберт Зайдель (Robert Seidel), автор исследования. – Серебристая натриево-калиевая капля становится отчетливо золотистой, что очень впечатляет».

Полученный образец короткоживущей металлической воды ученые изучили с помощью оптической и синхротронной рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Анализ подтвердил, что вода стала металлом.

«Наше исследование не только показывает, что металлическая вода может быть получена на Земле, но и обладает спектроскопическими свойствами, связанными с ее прекрасным золотистым металлическим блеском», – говорит Зайдель.

Результаты любопытного исследования были опубликованы в журнале Nature.

Ранее мы писали о том, как физики согнули в дугу волокно изо льда, как ученые ННГУ создали девятислойный кремний, который в 100 раз лучше излучает свет. А еще мы рассказывали, как физики вырастили гибкие, как резина, алмазы. О, наука, спасибо тебе за всю эту «магию»!

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

водопроводная,речная и морская вода проводит электрический ток,а дистиллированная —

Сколько электронов поступает каждую секунду на поверхность анода, если ток анода равен 5 мА?

Ескалатор піднімається зі швидкістю 1,5 м/с. Як потрібно рухатися хлопчику на екскаваторі, щоб перебувати в стані спокою відносно чергового по станції
…

​

Выразите:
1) 5,2·102 т в граммах;
2) 1,2·10–4 т в граммах;
3) 3,72·10–3 км в метрах;
4) 3,24·103 км в метрах;
5) 1,6·1012 г в тоннах;
6) 4,5·10–12 г в
…

тоннах;
7) 9,6·109 см в километрах;
8) 8,3·10–5 см в километрах;
9) 7,2·1010 мг в килограммах;
10) 1,2·10–5 мг в килограммах;
11) 6 ·1017 см3 в мм3;
12) 3,3 ·10–12 см3 в мм3;
13) 1,48·10–5 м2 в см2.
14) 8,41·105 м2 в см2.
15) 5,2·105 т в граммах;
16) 7,2·10–3 т в граммах;
17) 1,72·10–5 км в метрах;
18) 5,24·108 км в метрах;
19) 4,6·109 г в тоннах;
20) 6,5·10–5 г в тоннах;
21) 1,6·107 см в километрах;
22) 9,3·10–4 см в километрах;
23) 7,8·108 мг в килограммах;
24) 4,2·10–3 мг в килограммах;
25) 5 ·1015 см3 в мм3;
26) 7 ·10–11 см3 в мм3;
27) 5,48·10–4 м2 в см2.
28) 8,45·108 м2 в см2.
помогите пожалуйста
срочно!

Помогите пожалуйста очень срочно нужно решить оба варианта

1)расскажите что Вам известно о молекулах2)Из каких частиц состоит молекула водорода 3)Правильно ли утверждать что наименьшие частицы водорода являетс
…

я атом? Почему? ​

1) Що відбулося із напрямком струму на даній ділянці при повороті на 180 градусов він залишився тим самим чи змінився на протилежній? 2) Коли рамка по
…

вернеться на 90° величина сили Ампера що діє на ділянки CD і АВ стане мінімальною чи максимальною​

1)Как распределяются электрические заряды в металлическом шаре?
2)Расскажите о клетке Фарадея.
3)Как распределяются электрические заряды на поверхност
…

и изолированного проводника,имеющего сложную поверхность?
4)Почему возникает «электрический ветер» на остром конце проводника?
5)Даны проволочная сетка в форме шара и целые сосуды.В каких из них напряжённость электрического поля больше?

Напишите формулу угловой скорости​

Решить поэтапно (20 б)

ПЖ физика 7 класс1)Сравните объемы тел. Есть ли среди них равные? 0,5 м кубических; 5000 мл; 500 дм кубических2)начертить шкалу мензурки с ценой делен
…

ия 50мл

Проводники и диэлектрики

Все материалы, существующие в природе, различаются своими электрическими свойствами. Таким образом, из всего многообразия физических веществ в отдельные группы выделяются диэлектрические материалы и проводники электрического тока. 

Что представляют собой проводники?

Проводник – это такой материал, особенностью которого является наличие в составе свободно передвигающихся заряженных частиц, которые распространены по всему веществу. 

Проводящими электрический ток веществами являются расплавы металлов и сами металлы, недистиллированная вода, раствор солей, влажный грунт, человеческое тело.

Металл – это самый лучший проводник электрического тока. Также и среди неметаллов есть хорошие проводники, например, углерод. 

Все, существующие в природе проводники электрического тока, характеризуются двумя свойствами:

• показатель сопротивления;
• показатель электропроводности.

Сопротивление возникает из-за того, что электроны при движении испытывают столкновение с атомами и ионами, которые являются своеобразным препятствием. Именно поэтому проводникам присвоена характеристика электрического сопротивления. Обратной сопротивлению величиной является электропроводность. 

Электропроводность – это характеристика (способность) физического вещества проводить ток. Поэтому свойствами надежного проводника являются низкое сопротивление потоку движущихся электронов и, следовательно, высокая электропроводность. То есть, лучший проводник характеризуется большим показателем проводимости.  

Например кабельная продукция: медный кабель обладает большей электропроводностью по сравнению с алюминиевым.

Что представляют собой диэлектрики?

Диэлектрики – это такие физические вещества, в которых при заниженных температурах отсутствуют электрические заряды. В состав таких веществ входят лишь атомы нейтрального заряда и молекулы. Заряды нейтрального атома имеют тесную связь друг с другом, поэтому лишены возможности свободного перемещения по всему веществу. 

Самым лучшим диэлектриком является газ. Другие непроводящие электрический ток материалы – это стеклянные, фарфоровые, керамические изделия, а также резина, картон, сухое дерево, смолы и пластмассы. 

Диэлектрические предметы – это изоляторы, свойства которых главным образом зависимы от состояния окружающей атмосферы. Например, при высокой влажности некоторые диэлектрические материалы частично лишаются своих свойств. 

Проводники и диэлектрики широко используются в сфере электротехники для решения различных задач. 

Например, вся кабельно-проводниковая продукция изготавливается из металлов, как правило, из меди или алюминия. Оболочка проводов и кабелей полимерная, также, как и вилках всех электрических приборов. Полимеры – отличные диэлектрики, которые не допускают пропуска заряженных частиц. 

Серебряные, золотые и платиновые изделия – очень хорошие проводники. Но их отрицательная характеристика, которая ограничивает использование, состоит в очень высокой стоимости.

Поэтому применяются такие вещества в сферах, где качество гораздо важнее цены, которая за него уплачивается (оборонная промышленность и космос). 

Медные и алюминиевые изделия также являются хорошими проводниками, при этом имеют не столь высокую стоимость. Следовательно, использование медных и алюминиевых проводов распространено повсеместно. 

Вольфрамовые и молибденовые проводники имеют менее хорошие свойства, поэтому используются в основном в лампочках накаливания и нагревательных элементах высокой температуры. Плохая электропроводность может существенно нарушить работу электросхемы. 

Диэлектрики также различаются между собой своими характеристиками и свойствами. Например, в некоторых диэлектрических материалах также присутствуют свободные электрически заряды, пусть и в небольшом количестве. Свободные заряды возникают из-за тепловых колебаний электронов, т.е. повышение температуры все-таки в некоторых случаях провоцирует отрыв электронов от ядра, что понижает изоляционные свойства материала. Некоторые изоляторы отличаются большим числом «оторванных» электронов, что говорит о плохих изоляционных свойствах. 

Самый лучший диэлектрик – полный вакуум, которого очень трудно добиться на планете Земля. 

Полностью очищенная вода также имеет высокие диэлектрические свойства, но таковой даже не существует в реальности. При этом стоит помнить, что присутствие каких-либо примесей в жидкости наделяет ее свойствами проводника. 

Главный критерий качества любого диэлектрического материала – это степень соответствия возложенным на него функциям в конкретной электрической схеме. Например, если свойства диэлектрика таковы, что утечка тока совсем незначительная и не приносит никакого ущерба работе схемы, то диэлектрик является надежным. 

Что такое полупроводник?

Промежуточное место между диэлектриками и проводниками занимают полупроводники. Главное отличие проводников заключается в зависимости степени электропроводности от температуры и количества примесей в составе. При том материалу свойственны характеристики и диэлектрика, и проводника. 

С ростом температуры электропроводность полупроводников растет, а степень сопротивления при этом падает. При понижении температуры сопротивление стремится к бесконечности. То есть, при достижении нулевой температуры полупроводники начинают вести себя как изоляторы. 

Полупроводниками являются кремний и германий.

Статья по теме: Электрический ток и его скорость

Электроника на пальцах / Хабр

Пытался объяснить дочке. Сегодня ехал с работы и придумал, как объяснить доходчиво.

Электрический ток течет по проводам так же, как вода — по трубам. Если в кране воду закрыть, она давит на клапан — в электрическом мире это — «напряжение». В данном случае раковина — это как бы «земля» в электрическом мире. Если же представлять себе двухполярную систему, с минусом и плюсом, то тогда это труба, перекрытая посередине перегородкой, а давление нарастает не только с одной стороны, но и падает с другой. Перегородка в какой-то момент не выдерживает — это электрический «пробой». Источник напряжения — это что-то, создающее давление.

Ток — это в нашей аналогии скорость движения воды в трубе. Чем быстрее движется вода, тем больше ток. Если кран перекрыт — вода не движется, вне зависимости от того, какое «на входе» будет давление (=напряжение). Поэтому птицы свободно сидят на проводах и их не бьет током — току просто некуда уйти. Если открыть клапан — вода вырвется наружу. При этом давление сначала упадет, а потом заново поднимется до нормального уровня. Но резко остановится не сможет и давление немного возрастет, а потом опять упадет — в результате нормализуется. Это переходные процессы. Из-за этого сгорают лампочки, потому что при включении света происходит тоже самое, но с напряжением и током.

Аналогом сопротивления может быть ржавчина внутри трубы. Короче, это что-то такое, что мешает воде нормально перемещаться. Этого может быть очень много и тогда труба превращается в диэлектрик. Диэлектрики бывают разные — какие-то пропускают ток плохо, какие-то очень плохо. Кстати, оффтопик: обычная дистиллированная вода — диэлектрик.

Понять, как проводят ток два параллельно или последовательно соединенных сопротивления можно, представив вот такие засоренные трубы, поставленные параллельно или последовательно. Представим себе одну сильно засоренную трубу и одну пустую. Куда пойдет вода? В основном по пустой. И ток так же. А если их соединить последовательно? вода все равно не сможет пройти с большей скоростью через пустую трубу, так как там дальше мешает засоренная. Мы помним, что ток — это тут скорость воды.

Также можно вспомнить, как устроена лампочка? Это просто очень плохо проводящий тонкий проводник. Фактически, очень тонкая засоренная труба в нашей аналогии. Когда по такому идет очень мощный водный поток, он нагревает трубу. В лампочке нагрев происходит такой, что нить светится. Энергия тока превращается в тепло. Но что происходит с током на «выходе»? В аналогии с водой падает скорость, да, и ток в цепи тоже падает. Здесь появляется понятие мощности. Чем мощнее источник тока (в аналогии с водой накачивающий мотор), тем меньше будет потеря скорости (тока). Вспомним гирлянду — там много-много маленьких лампочек и часто никакого преобразователя тока нет, сразу в розетку суется. Каждую отдельную лампочку просто разорвет от 220 вольт, потому что мощность будет такова, что ток разогреет ее нить в доли секунды до температуры выше температуры плавления. А если их поставить последовательно, тогда «скорость» потока упадет как раз до уровня, достаточного для разогрева до уровня свечения. Тут важно, что либо ток идет через всю цепь, либо не идет вообще. Поэтому нет такого, чтобы первая лампочка, та, что ближе к источнику тока, чувствовала себя как-то иначе, чем последняя.

Что такое диоды? Это клапаны, открывающиеся только в одну сторону. Если вода идет только в одну сторону, то прямо поставленный диод пропускает ток-воду, а обратно — блокирует. Клапан в данном случае китайский выходит — все-таки чуть-чуть пропускает.

Что такое переменный ток? Для постоянного тока «батарея» толкает на плюсе воду, а на минусе всасывает, в итоге ток может идти по цепи в понятном направлении. Переменный ток — это когда плюс и минус меняются местами. В розетке они меняются туда-сюда 50 раз в секунду.

Минус в аналогии в том, что в отличии от воды в трубах, с током нет перемещения вещества. Никакие молекулы там никуда не движутся. Передается информация — заряд. Также этой аналогией непросто объяснить полупроводники и конденсаторы (хотя последние более-менее можно).

Действительно ли свисающий провод поражает меня электрическим током, если я стою в воде?

О да. Это явление называется «Электрическим утоплением».

В этом трагическом случае девушка решила потанцевать в фонтане, не подозревая, что подводный свет был неисправен. Ее мышцы сократились, и она упала. Одна подруга вошла, чтобы попытаться схватить ее, и она тоже потеряла контроль над мышцами ног и упала. Два других друга пытались спасти первых двух.

Появились пожарные, один на цыпочках, потерял его, и его друзья выдернули его. Пожарные потратили 15 минут, пытаясь найти выключатель.

Проблема с падением в воду заключается в том, что вы тонете. Все четыре девушки сделали.

На самом деле, множественные жертвы часто являются единственным ключом к электрическому утоплению.

Вот почему для любой пляжной установки теперь требуются GFCI и выключатели, и почему вы не должны плавать рядом с лодкой на берегу.

Почему происходят электрические утопления

Вы видели проблемы с сетками резисторов. Вот что такое вода, это трехмерная сетка резисторов, и вы тоже некоторые из резисторов.

Электрический ток проходит все доступные пути пропорционально их проводимости (1 / сопротивление) . 1-10 мА достаточно, чтобы начать вызывать проблемы у чувствительного человека; 100 мА само по себе смертельно.

Электричество хочет вернуться к источнику (нейтраль полюсного трансформатора), а стандарт NEC для заземляющего стержня составляет 25 Ом. Вы можете сделать математику здесь.

Ну, я получаю 120 В через резистор 24 Ом = 5 ампер. Так что лишь малая часть этой текущей потребности проходит сквозь вас, чтобы пригвоздить вас. Если мы полагаемся на 20 мА в этой статье, то 1/250 тока достаточно, чтобы утопить вас.

Также обратите внимание: этого недостаточно, чтобы отключить типовой автоматический ответвитель на 13, 15, 16 или 20 А .

Тем не менее, выключатель GFCI срабатывает при 6-8 мА. Это значительно улучшает прогноз. Это сужает его до невероятной комбинации событий, когда ток естественным образом ограничен менее 6 мА, и почти все проходит через вас, а вы сверхчувствительны.

Поражение электрическим током: первая помощь

Поражение электрическим током: первая помощь

В тех случаях, когда человек оказался под воздействием электрического тока, необходимо предпринять экстренные действия. Какие это действия, и как их выполнять расскажем по порядку.

1.Освобождение от действия электрического тока

Если пострадавший находится под постоянным воздействием электрического тока, прежде всего любыми доступными способами надо его от этого воздействия освободить, разорвать контакт человека с электричеством. Ведь чем дольше продолжительность воздействия тока, тем тяжелее будут последствия. Самым простым и безопасным способом является простое выключение рубильника или автомата. Но, к сожалению, этот метод может оказаться не самым быстрым, поскольку электрический щит может располагаться достаточно далеко, а, то и вовсе в не доступном для спасающего человека месте. В подобных случаях проще всего освободить пострадавшего, отбросив его от токоведущих элементов, но при этом соблюдать некоторые правила безопасности, чтобы не пострадать самому. Прежде всего, не следует прикасаться незащищенными руками к человеку, попавшему под ток, а также приближаться к нему. Лучше всего отбросить его от проводника при помощи доски или достаточно толстой палки. При этом следует обратить внимание на то, что доска должна быть сухой, иначе возможен еще один случай поражения током. На этот раз самого спасающего. Если под рукой не окажется доски или палки, то можно просто оттащить пострадавшего, обвернув руки, хотя бы, пластиковым пакетом ухватившись за полы одежды. Если одежда сухая, то можно оттаскивать и не защищенными руками, лучше одной. Но это, в крайнем случае. Еще один способ освобождения от воздействия электрического тока, который рекомендован во всех руководствах по технике безопасности, это просто перерубить токоведущий кабель (пофазно) острым предметом с изолированной ручкой. Для этой цели лучше всего подходит топор. После того, как удалось освободить пострадавшего от действия электрического тока, необходимо оказать ему первую доврачебную помощь и, естественно, вызвать врача.

2.Доврачебная помощь при поражении электрическим током

Освобожденного от действия тока пострадавшего следует удобно уложить на ровную поверхность с мягкой подстилкой. После этого провести растирание конечностей, если необходимо, освободить от слизи и крови носовую и ротовую полости. Для обеспечения притока свежего воздуха расстегнуть одежду, ослабить поясной ремень, а для притока в помещение свежего воздуха желательно открыть окна и двери. Если пострадавший находится в бессознательном состоянии дать ему понюхать нашатырный спирт или хотя бы обрызгать лицо холодной водой. Но иногда последствия могут быть более серьезные. Прежде всего, это неровное дыхание или вовсе его отсутствие, пульс с перебоями или совсем не прощупывается, кожа может принять синюшный или бледный оттенок. В подобной ситуации следует предпринять более серьезные меры, такие, как искусственное дыхание и непрямой массаж сердца. Даже, если все, казалось бы, обошлось благополучно, человек остался жив, и никаких внешне заметных признаков не заметно, все равно пострадавшего необходимо на некоторое время госпитализировать, поместить под наблюдение врача. Дело в том, что последствия поражения могут проявиться через несколько часов или даже суток.

3.Как избежать поражения электрическим током

Риск поражения электрическим током существует не только на производстве, но, если не в большей степени, и в быту при пользовании бытовой электроаппаратурой: ведь человек, работающий непосредственно с электрическими установками все-таки подготовлен теоретически и практически. Выполнение приведенных ниже достаточно простых правил и рекомендаций намного снизит вероятность поражения электрическим током.

-Никогда не надо прикасаться к токоведущим частям механизмов или аппаратуры, если нет абсолютной уверенности в том, что они обесточены. Сначала следует убедиться в отсутствии напряжения при помощи приборов: вольтметра, индикаторной отвертки. Также не надо забывать, что если напряжения нет, то оно может появиться в любое мгновение. Следует также заметить, что в некоторых, даже полностью обесточенных устройствах, долгое время сохраняется электрический заряд. Поэтому, вынутая из розетки вилка, может стать источником достаточно чувствительного удара током. Конечно, такой удар не смертелен, но может стать причиной достаточно неприятных последствий. Если работа производится на высоте, то непроизвольное движение может стать причиной потери равновесия и падению. Во избежание случайного контакта с токоведущими частями следует обращать внимание на предупреждающие знаки.

-Никогда не следует прикасаться к электропроводам и самим электроприборам мокрыми руками, и вообще, следить за влажностью в помещении. Если вдруг произойдет затопление, электропроводку следует отключить до полного просыхания помещения. При проведении электромонтажных и ремонтных работ следует пользоваться исправным проверенным инструментом: даже небольшая трещина изоляции на ручках пассатижей может привести к электрическому удару.

-Никогда не следует одновременно прикасаться к бытовой электроаппаратуре, включенной в сеть, и предметами, связанными с заземлением – водопроводными трубами или батареями отопления. Если изоляция прибора «пробивает» на корпус, то электроудар, причем достаточной силы, обеспечен. Если дело доходит до возгорания проводки или бытового прибора, включенного в сеть, никогда не пытайтесь потушить очаг возгорания водой. Вода хорошо проводит электричество, поэтому электроудар через струю воды практически гарантирован. Загоревшийся прибор, конечно можно потушить водой, если сначала выдернуть вилку из розетки.

-Никогда не следует пользоваться электроприборами, если они имеют внешние признаки неисправности. Прежде всего, это трещины изоляции или пластмассового корпуса, следы копоти и т.п. выполнение этих простых указаний и рекомендаций позволит, если не свести на нет, то намного снизить опасность поражения электрическим током.

Леончикова Т.А.

Инспектор Могилевского отделения

филиала «Энергонадзор» РУП «Могилевэнерго»

25.4B: Сосудистая ткань: ксилема и флоэма

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Ключевые моменты
2. Ключевые термины
3. Сосудистая ткань: ксилема и флоэма

Ксилема и флоэма образуют сосудистую систему растений, транспортирующую воду и другие вещества по всему растению.

Задачи обучения

• Описать функции сосудистой ткани растений

Ключевые моменты

• Xylem транспортирует и хранит воду и водорастворимые питательные вещества в сосудистых растениях.
• Флоэма отвечает за транспортировку сахаров, белков и других органических молекул в растениях.
• Сосудистые растения могут расти выше других растений благодаря жесткости клеток ксилемы, которые поддерживают растение.

Ключевые термины

• ксилема : сосудистая ткань у наземных растений, в первую очередь отвечающая за распределение воды и минералов, поглощаемых корнями; также основной компонент древесины
• Флоэма : сосудистая ткань наземных растений, в первую очередь отвечающая за распределение сахаров и питательных веществ, производимых в побегах
• трахеида : удлиненные клетки ксилемы сосудистых растений, которые служат для переноса воды и минеральных солей

Сосудистая ткань: ксилема и флоэма

Первые окаменелости, свидетельствующие о наличии сосудистой ткани, датируются силурийским периодом, около 430 миллионов лет назад.Простейшее расположение проводящих клеток показывает структуру ксилемы в центре, окруженную флоэмой. Вместе ткани ксилемы и флоэмы образуют сосудистую систему растений.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Ксилема и флоэма : Ксилема и ткань флоэмы составляют транспортные клетки стеблей. Направление транспортировки воды и сахара через каждую ткань показано стрелками.

Ксилема — это ткань, отвечающая за поддержку растения, а также за хранение и транспортировку на большие расстояния воды и питательных веществ, включая перенос водорастворимых факторов роста от органов синтеза к органам-мишеням.Ткань состоит из сосудистых элементов, проводящих клеток, известных как трахеиды, и поддерживающей ткани-наполнителя, называемой паренхимой. Эти ячейки соединены встык, образуя длинные трубки. Сосуды и трахеиды в зрелом возрасте мертвы. Трахеиды имеют толстые вторичные клеточные стенки и сужаются на концах. Именно толстые стенки трахеид обеспечивают опору для растения и позволяют ему достигать внушительной высоты. Высокие растения обладают селективным преимуществом, поскольку они могут достигать нефильтрованного солнечного света и распространять свои споры или семена дальше, расширяя, таким образом, их ареал.Вырастая выше других растений, высокие деревья отбрасывают тень на более низкие растения и ограничивают конкуренцию за воду и драгоценные питательные вещества в почве. У трахеид нет концевых отверстий, как у сосудов, но их концы перекрываются друг с другом, и есть пары ямок. Пары ям позволяют воде проходить горизонтально от ячейки к ячейке.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Трахеиды и элементы сосудов : Трахеиды (вверху) и элементы сосудов (внизу) — это водопроводящие клетки ткани ксилемы.

Ткань флоэмы отвечает за транслокацию, то есть перенос растворимых органических веществ, например сахара. Вещества перемещаются по элементам сита, но присутствуют и другие типы клеток: клетки-компаньоны, клетки паренхимы и волокна. Торцевые стенки, в отличие от членов сосудов в ксилеме, не имеют больших отверстий. Однако торцевые стенки заполнены небольшими порами, по которым цитоплазма простирается от клетки к клетке. Эти пористые соединения называются ситчатыми пластинами. Несмотря на то, что их цитоплазма активно участвует в передаче пищевых материалов, члены ситовидных трубок не имеют ядер в зрелом возрасте.Активность ситовых трубок контролируется клетками-компаньонами через плазмодесматы.

Tracheid — обзор | ScienceDirect Topics

B Состав и клеточное распределение лигнинов

Лигнин откладывается в основном в трахеидах, сосудах, волокнах ксилемы, флоэмы и склеренхиме (Ros Barceló, 1997). Однако состав лигнина варьируется среди видов, филогенетических групп, типов клеток, стадии развития и даже сезонного роста. Различные напряжения вызывают изменение состава лигнина, и этот сдвиг зависит от напряжения, которое его вызвало (Moura et al ., 2010).

Количество и состав лигнина также различаются в самой клеточной стенке. Сообщалось, что в средней ламелле содержится больше лигнина, чем в первичной и вторичной клеточной стенке. У покрытосеменных средняя пластинка содержит 50–70% лигнина, а вторичная клеточная стенка — 20% лигнина. У голосеменных лигнин составляет 50–70% средней ламеллы, тогда как вторичная клеточная стенка состоит из 16–19% лигнина. Процентное содержание лигнина в лиственных и мягких породах различается (Christiernin, 2006a).Что касается общего содержания, лигнин составляет 20% сухого вещества покрытосеменных и 30% голосеменных растений. Это различие приводит к более высокой эффективности покрытосеменных растений, поскольку более низкое содержание лигнина и более высокое содержание углеводов требует меньше энергии и углерода для роста (Amthor, 2003). Что касается лигнинового состава различных слоев клеточной стенки голосеменных, средняя ламелла должна быть богата p -гидроксифенильными единицами, тогда как вторичные слои клеточной стенки содержат в основном гваяцильные единицы (Terashima and Fukushima, 1989).Основное известное различие в составе лигнина покрытосеменных среди типов клеток заключается между сосудами и волокнами. В то время как сосуды состоят из G-единиц, волокна в основном состоят из S-единиц (Li et al ., 2001).

Среди различных таксонов классическая точка зрения состоит в том, что покрытосеменные состоят из одинаковой пропорции G- и S-единиц, тогда как клеточные стенки голосеменных в основном содержат G-единицы с меньшим процентным содержанием H-единиц (производных от p -кумарилового спирта). мономер), за исключением сжатой древесины, где уровень единиц H значительно повышен (см. ниже).Предполагается, что остальные группы сосудистых растений Lycophyta и Pteridophyta напоминают лигнины голосеменных, то есть состоят из G-единиц. Однако недавние и более точные данные подтверждают идею о нелинейной эволюции состава лигнина в истории растений, как будет обсуждаться позже.

Различия между покрытосеменными и голосеменными растут также в исключительных ситуациях, таких как реакция синтеза древесины. В реакционной древесине существует явная разница между покрытосеменными и голосеменными.Этот сорт древесины производится для того, чтобы наклонные стволы приводили в нормальное положение. У покрытосеменных такая ситуация называется натяжной древесиной и характеризуется меньшим количеством элементов ксилемных сосудов, более высокой долей волокон, большим количеством целлюлозы (в том числе у некоторых видов, таких как тополь, заполнение просвета целлюлозой) и меньшим количеством лигнина (Wilson и Уайт, 1986). Древесина натяжения также отличается более высоким соотношением сирингил / гваяцил (Aoyama et al ., 2001; Joseleau et al ., 2004; Йошида и др. ., 2002). Напротив, сжатая древесина голосеменных растений характеризуется более высоким содержанием лигнина и меньшим количеством целлюлозы, небольшими трахеидами и отсутствием слоя S3 (Donaldson et al ., 2004; McDougall, 2000; Timell, 1986). Кроме того, сжатая древесина имеет более высокую долю H-единиц (Фукусима и Терасима, 1991) и конденсированных связей (Сайто и Фукусима, 2005).

Помимо классических p -гидроксифенильных, гваяцильных и сирингильных мономеров, в образовании полимера лигнина могут участвовать и другие молекулы, так называемые неканонические субъединицы.К ним относятся ферулаты, гидроксициннамальдегиды (кониферальдегид и синапальдегид), дигидроциннамиловые спирты и различные ацилированные монолигнолы (Ralph et al ., 2004, 2008; Sederoff et al ., 1999), наличие и количество которых обычно связано с разные таксоны.

Сложность структуры лигнина определяется не только составом монолигнола, но и связями, образующимися при лигнификации. Основными связями являются β- O -4, β-5, 5-5, 4- O -5, β-β и β-1 (Ralph et al ., 2004). Частота связи варьируется между типами клеток, слоями клеточной стенки и группами растений. Древесные голосеменные содержат связи β- O -4 в качестве основных межчастичных связей, уровни которых даже выше у древесных покрытосеменных. Это означает, что лигнин голосеменных растений содержит больше межэлементных связей C – C, чем лигнины древесных покрытосеменных растений. Синапиловый спирт имеет две метоксигруппы орто фенола; поэтому связывание приводит к более линейному полимеру лигнина с большим количеством простых эфирных связей (β- O -4).По большей части уровень β-эфира увеличивается с увеличением S / G.

Проводит ли вода электричество? Простой эксперимент

«Не трогайте выключатель мокрыми руками!»

Нас всех этому учили с детства.

Кажется, что вода может проводить электричество, поэтому нам не следует прикасаться к розеткам или выключателям, если наши руки не сухие.

Вода действительно проводит электричество?

Давайте выясним это, выполнив простой управляемый эксперимент .

В этом эксперименте вы узнаете, что чистая вода не проводит электричество, но проводимость увеличивается, если вы добавляете в воду соль, сахар или другие примеси.

Материалы

• маленький светодиодный диод
• 2 маленькие кнопочные батарейки
• медные провода или электрические провода с зажимами из крокодиловой кожи
• скотч
• водопроводная вода
• дистиллированная вода (можно использовать бутилированную или приготовить дистиллированную воду самостоятельно)

Инструменты

• малый контейнер
• наблюдение взрослых

Инструкции

1. Наполните небольшую емкость водопроводной водой.
2. С помощью электрических проводов соедините светодиодный индикатор и батареи, чтобы построить простую разомкнутую цепь (цепь с разомкнутым концом).
3. Окуните два открытых конца в воду.
4. Теперь повторите эксперимент, используя ту же самую установку, но на этот раз вместо водопроводной воды используйте дистиллированную воду.
5. Используя водопроводную воду, вы должны замкнуть цепь, и светодиодная лампочка загорится.
6. Однако использование дистиллированной воды не приводит к замыканию цепи, и светодиодная лампа не должна загораться.Однако, если ваш, это означает, что используемая «дистиллированная вода» недостаточно чистая и . Попробуйте бутылочную дистиллированную воду другой марки или сделайте свою собственную.

Банкноты

Почему вода проводит электричество и почему вода не проводит электричество

Контролируемый эксперимент — это тест, проводимый дважды с одними и теми же условиями и переменными, за исключением одного.

Этот измененный элемент называется экспериментальным контролем .

В этом упражнении вода является экспериментальным контролем.

Все остальное в эксперименте осталось прежним.

Итак, мы можем сделать вывод, что разница в исходе вызвана контролем, то есть водой.

Вода из-под крана может проводить электричество, а дистиллированная вода — нет.

Исследуйте

• Проведите эксперимент еще раз, добавив соли в чистую воду и посмотрите, загорится ли светодиодная лампа. Должна ли она. Светодиодная лампа может быть даже ярче, чем та, которая использует водопроводную воду, потому что соленая вода лучше проводит электричество чем водопроводная вода.
• Проделайте эксперимент еще раз, добавив сахар в чистую воду. На этот раз светодиодная лампа не загорается, потому что сахар не может вносить ионы в раствор.

Рекомендуемые товары

Как партнер Amazon, я зарабатываю на соответствующих покупках.

Вы пробовали этот проект?

Подпишитесь на нас в Pinterest и поделитесь фото!

Электрический ток проводится потоком электрических зарядов, таких как электроны или ионы.

Чистая вода содержит очень мало ионов и поэтому является плохим проводником электричества .

Но когда примеси , такие как соль или сахар, растворяются в воде, полученный раствор очень хорошо проводит электричество.

Водопроводная вода — такое решение.

Большая часть воды, с которой мы контактируем, например, водопроводная вода или не полностью дистиллированная бутылочная вода, содержит примеси, которые превращают воду в проводник.

Вот почему ЗАПРЕЩАЕТСЯ прикасаться к электрическим розеткам или выключателям мокрыми руками.

Но не все примеси могут это делать, только те, которые могут вносить ионы, например соль.

Другие эксперименты с электричеством

Артикул s

Университет Висконсин-Мэдисон, профессор химии Бассам З. Шахашири

Дерево — клетки, ксилема, элементы и сосуд

Древесина, также известная как вторичная ксилема , представляет собой смесь тканей деревьев. Вторичная ксилема состоит в основном из клеток, называемых сосудистыми элементами у покрытосеменных, или из немного разных клеток у голосеменных, называемых трахеидами .Эти клетки вторичной ксилемы, наряду со специализированными клетками типа паренхима , состоят из меристематической ткани , называемой сосудистым камбием . По мере того как сосудистый камбий генерирует новые клетки, внутри него накапливается вторичная ксилема, и дерево увеличивается в диаметре.

Новые сосудистые элементы и трахеиды — это водопроводные трубы от корней растений к их листьям. Вначале элементы сосудов и трахеиды живы, но когда они созревают и становятся функциональными, они умирают.Функциональные сосудистые элементы или трахеиды находятся в нескольких слоях клеток позади сосудистого камбия, в водопроводящем участке вторичной ксилемы, известной как заболонь , .

Паренхима состоит из сосудистого камбия вместе с сосудами или трахеидами и расположена в определенных точках по периметру сосудистого камбия. По мере того, как дерево расширяется за счет роста, эти узкие столбики клеток паренхимы, называемые ксилемными лучами, становятся длиннее и в конечном итоге простираются от сосудистого камбия до самого центра ствола дерева.Функция ксилемных лучей — переносить водный материал горизонтально по диаметру дерева под прямым углом к ​​потоку воды в элементах сосудов и трахеидах. Клетки паренхимы ксилемных лучей живы в своем зрелом функциональном состоянии.

По мере того, как создаются новые сосудистые элементы или трахеиды, старые оказываются погребенными под последовательными слоями недавно сформированной ксилемы. По мере того, как дерево становится все больше в диаметре, старые вторичные ткани ксилемы больше не проводят воду.После этого эти непроводящие элементы используются для хранения отходов, таких как смолы . Ксилемные лучи проводят отходы от активно функционирующих клеток вблизи сосудистого камбия к нефункционирующим клеткам ксилемы. Эта заполненная отходами вторичная ксилема называется сердцевиной древесины . К тому времени, когда дерево станет больше, чем примерно 4-8 дюймов (10-20 см) в диаметре, большая часть его биомассы будет состоять из сердцевины. Новая заболонь создается в течение каждого вегетационного периода, но в течение двух-трех лет эти клетки становятся частью сердцевины.Это сердцевина деревьев, из которой производятся пиломатериалы и бумаги, используемые людьми.

Древесина разных пород различается по плотности и прочности, в зависимости от размера и плотности сосудистых элементов или трахеид во вторичной ксилеме. Например, сердцевина бразильского железного дерева ( Caesalpinia ferrea ) имеет очень крошечные сосудистые элементы и чрезвычайно плотна. На противоположной стороне сердцевина бальзы ( Ochroma pyramidale ) имеет очень большие сосудистые элементы и, соответственно, легкая по плотности.Древесина типичных голосеменных обычно мягкая и легкая по плотности, потому что трахеиды не так плотно прилегают друг к другу, как элементы сосудов ксилемы большинства покрытосеменных.

Размер трахеид и сосудистых элементов также варьируется в пределах одного дерева в зависимости от сезона года, когда они закладывались во время роста. Весной, когда температура воздуха прохладная и влаги в почве обычно много, сосудистый камбий деревьев образует клетки ксилемы большого диаметра.Летом по мере уменьшения влажности и повышения температуры в сосудистом камбии образуются клетки меньшего диаметра. Зимой новые элементы не делают из-за низких температур. Этот цикл повторяется каждый год и делает видимыми годичные кольца на дереве (кроме тропиков). Эти кольца очевидны, потому что весенняя древесина с ячейками большего диаметра имеет относительно темный вид, в то время как летняя древесина более светлая и имеет цвет . Это ежегодное повторение различных размеров клеток в годичных кольцах полезно в экологических исследованиях дендрохронологии .Поскольку размер сосудистых элементов или трахеид зависит как от температуры воздуха , так и от воды, дендрохронологи могут определить прошлые периоды засухи , наводнения и несезонного холода или тепла , изучая вариации ширины годичных колец.

Элементы сосудов и трахеиды у покрытосеменных и голосеменных растений различаются по длине. Хотя длина отдельных ячеек мало влияет на способность деревьев проводить воду, длина ячеек имеет большое значение для бумажной промышленности.Длина этих ячеек соответствует длине волокна целлюлозы, которая должна превратиться в бумагу, и влияет на качество бумаги, которую можно производить. Из коротких волокон получается бумага высокого качества, а из более длинных волокон — более грубая.

Ботаника онлайн: Поддерживающие ткани — Сосудистые ткани

Ботаника онлайн: Поддерживающие ткани — Сосудистые ткани — Ксилема

Ботаника онлайн 1996-2004. Никаких дальнейших обновлений, только исторический документ ботанической науки !

Ксилем

Ксилема является основной водопроводящей тканью сосудов.
растения.Состоит из трахеальных элементов, трахеид
и деревянные сосуды и дополнительной ксилемы
волокна. Все они имеют вытянутую форму с вторичными
клеточные стенки, в которых отсутствуют протопласты в зрелом возрасте. Бордюрные ямы
характерны для трахеид, а деревянные сосуды отмечены
перфорированные или полностью растворенные окончательные стены.

Ксилема также участвует в хранении пищи, поддержке и
проводимость полезных ископаемых. Ксилема и флоэма вместе образуют непрерывный
система сосудистой ткани, распространяющаяся по всему растению.В
основные проводящие клетки ксилемы являются трахеарными элементами,
которые бывают двух типов,
трахеиды и
деревянные сосуды . Оба удлиненные
клетки со вторичными клеточными стенками, в которых отсутствуют протопласты в зрелом возрасте.
Их дополняют волокна ксилемы и клетки паренхимы. Много
говорит от имени происхождения волокон ксилемы и деревянных сосудов из
трахеиды.

С 1851 года выполняется выделение и изображение лигнифицированных клеток.
согласно процедуре мацерации SCHULZE.Маленькие кусочки
дерево покрывают смесью перхлората калия и
концентрированная азотная кислота. Полный объем не должен быть больше
чем 1/10 реакционной емкости, потому что выделяется много газа
очень быстро при осторожном нагревании. Поверхности деревянных деталей
сильно атакованы. Отдельные клетки можно соскрести после
промывание препарата и исследование под микроскопом.

Начнем с портрета различных типов клеток: Трахеиды
являются главными водопроводящими элементами голосеменных и бессемянных растений.
сосудистые растения.Также их можно встретить у покрытосеменных. Трахеиды
удлиненные ячейки, закрытые с обоих концов. В среднем они составляют 1 мм.
Трахеиды считаются прототипом прозенхиматических клеток,
поскольку концы ячейки заострены, а настоящие конечные стенки отсутствуют.
Трахеиды часто выглядят квадратными в поперечном сечении, одревесневшие вторичные
стена относительно тонкая. Вся их клеточная поверхность покрыта равномерным покрытием.
Стены открыты многочисленными ямами, которые
бывают, в зависимости от происхождения, круглыми, овальными, с разрывом или
желобчатая.Они встречаются одиночно, статистически разрозненно,
расположены по очереди вокруг средней оси или сгруппированы вместе. Такой
группы часто можно найти на концах ячейки. Если ямы, похожие на щели, лежат на
одна над другой, перфорация в виде лестницы или лестницы может быть
результат. Его обычно называют скалярной формой. Мы встретимся с этим
снова структура, когда мы говорим об элементах судна. Ямы
часто окружены ореолом и затем называются
ямки с бортиком . Граничит
ямки особенно часто встречаются в трахеидах некоторых голосеменных.Их структура лучше всего видна в поперечном сечении.
соседние клетки. Средняя пластинка между клетками сохранена.
внутри ям. Их центр составляет диск первичной клетки.
материал стены, названный тор . Нет
второстепенные стены существуют в конструкции котлована. Площадь между тором
и стена (бывшая средняя пластина) называется
margo и очень пористая,
позволяя воде и ионам перемещаться от трахеиды к трахеиде.
Огражденные ямы существуют только в камерах с вторичными стенками.

Ботаники считают дерева
сосуды (трахеи) как заполненные водой трубки ксилемы.
M. MALPIGHI, который думал, что он
обнаружил важный общий элемент в анатомии животных и
растения представили термин трахея в 17 веке. Деревянные сосуды
являются главными водопроводящими элементами покрытосеменных растений.

В отличие от трахеид последние стенки одиночных сосудов
перфорированы или, тем более, полностью рассосаны. Древесина
поэтому суда обычно считаются более эффективными
водяные проводники, чем трахеиды.Длина одиночной трубки
(состоит из множества ячеек) затрудняет выделение сосуда
в целом. Он может достигать нескольких метров в длину. Это обычно
предполагается, что по крайней мере у некоторых видов деревянные сосуды имеют длину
всю съемку.

В онтогенезе деревянные сосуды сильно увеличиваются в
ширины. Обычно они круглые в поперечном сечении и имеют больший размер.
диаметром, чем трахеиды, что увеличивает их емкость
для водопровода. Видны элементы с исключительно широким просветом
с лиственными деревьями, которые, как известно, теряют особенно большие
количество воды из-за транспирации.Потеря воды полностью
развитое дерево березы с ориентировочным количеством 200 000 листьев может
быть до 400 литров в сутки. Еще шире элементы сосуда
много лиан. Но самые старые живые деревья,
секвойи и секвойи на тихоокеанском побережье Калифорнии
все без исключения трахеиды с очень узким просветом. Суда
отмечены характерной структурой вторичных покрытий стен
(лигнин) на внутренней поверхности первичных стен. Депозиты в
Существуют формы винтов, колец или сеток.Эти
усиления позволяют
элементы трахеи должны быть растянуты или расширены, хотя клетки
часто разрушаются при полном удлинении органа.

Кроме этого, существуют сосуды с ямками или скалярными отверстиями, чьи
стены почти полностью облицованы второстепенным материалом, который
вскрывается только круглыми или щелевидными ямами. Множество переходов между
можно найти два типа ям. Часто некоторые или даже все типы
являются членами одного сосудистого пучка.Но есть виды, которые
отсутствует тот или иной тип. Деревянные сосуды развиваются так же, как
трахеиды — при первичном росте из клеток прокамбия.
Там, где происходит вторичный рост, клетки производят древесные сосуды.
камбия.