сверхтекучесть почвенной воды в капиллярной системе растений

СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ ПОЧВЕННОЙ ВОДЫ В КАПИЛЛЯРНОЙ СИСТЕМЕ РАСТЕНИЙ.
http://www.khodakov.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=34&Itemid=211
1.
Нами было обнаружено неизвестное ранее явление аномально высокой
водопроницаемости (по Дарси) пористых тел, сформированных из механоактивированных
порошков кварца и других оксидов. Измеренная по Козени (с учетом извилистости поровых
капилляров) вязкость разбавленных водных растворов кислот и солей в таких
механоактивированных телах оказалась в несколько раз меньше вязкости воды. Вязкость тех же
водных растворов в таких же пористых телах, но из дезактивированных порошков, не отличается
от вязкости воды. Способность поверхности капилляров пористых тел к образованию
диффузных двойных электрических слоев является непременным условием перехода
разбавленных водных (изученных нами, но, возможно, и других) растворов в состояние
сверхтекучести.
2.
Как известно из многих исследований, свойство формировать двойные электрические
слои на фазовой границе присуще поверхностям клеточных образований и биологических
капиллярных систем. Логично было предположить, что сверхтекучесть востребована
биологическими организмами, в которых электрические процессы в белковых структурах,
мембранах и нуклеотидах составляют непременный элемент жизнедеятельности. Сверхтекучесть
снижает затраты энергии на доставку питательных сред по капиллярам их транспортных систем.
Одна из них, наиболее простая для физической интерпретации, – ксилема деревьев,
обеспечивающая транспорт воды с растворенными в ней гуминовыми солями и кислотами от
корней к лиственной кроне на высоту до 120 м.
3.
Приведенный в статье анализ механизма водного режима деревьев подтверждает
предположение об использовании ими явления сверхтекучести. Значения эффекта
сверхтекучести в деревьях оказались многократно больше, чем в пористых телах из
механоактивированных порошков. Изучен механизм капиллярной доставки почвенной воды к
вершинам деревьев по капиллярам диаметром до 40 мкм. Оценены обусловленные испарением
градиенты давлений, вызывающие ее движение к вершине дерева.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ФОТОСИНТЕЗА.
1.
Обнаруженное нами явление сверхтекучести водных растворов в капиллярах пористых
тел, сформированных из уплотненных механоактивированных порошков, оказалось также
свойственным и водному режиму растений – движению почвенной воды от корней к листьям.
Сверхтекучесть почвенной воды по капиллярам ксилемы деревьев устраняет парадоксы ее
доставки к вершинам деревьев, высота которых достигает 120 м.
2.
Однако особенность состояния воды в капиллярах, поверхность которых заряжена
положительно, не ограничена только ее сверхтекучестью. В таких капиллярах происходит
своеобразный электролиз воды, в результате которого образуется пероксид водорода и на
несколько порядков повышается (по сравнению с равновесным значением при обычной
температуре) концентрация ионов водорода (протонов). После поступления в листья растений
пероксид водорода под действием света распадается на кислород, который выделяется в
атмосферу, и воду, а водород используется для восстановления диоксида углерода и в реакциях
начальной стадии фотосинтеза органических соединений. Все реакции синтеза органических
соединений из диоксида углерода и атомарного водорода – экзотермические. Поглощение
фотонов видимого света снижает энергию активации. Диссоциация молекул воды в капиллярах
растений происходит с поглощением тепловой энергии окружающей среды. Предложенный
механизм начальной стадии фотосинтеза согласуется со всеми известными в этой области
экспериментальными данными и с закономерностями фотоэффектов.
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ В КАПИЛЛЯРАХ ПРИ ОБЫЧНЫХ
ТЕМПЕРАТУРАХ.
1.
Эффект «сверхтекучести» воды при обычных (20-80гр.С) температурах в поровых
капиллярах, о котором мы сообщили ранее, является непосредственным следствием растворения
в ней активированного измельчением поверхностного слоя частиц кварца. В данной работе
установлено, что вторым фактором, определяющим сверхтекучесть таких растворов, является их
взаимодействие с механоактивированной поверхностью измельченных частиц, из которых
сформированы поровые капилляры.
2.
Сверхтекучесть растворов в капиллярах пористых тел при обычных температурах
определяют два фактора: состав растворов и взаимодействие активных их компонентов с
наведенными механическим разрушением активными центрами на поверхности поровых
капилляров. Согласно теории Навье-Стокса текучесть жидкостей обусловлена их вязкостью и
эффектом скольжения. Если поверхностный слой поровых капилляров заряжен подобно
электретным трубкам, в электролите возникает диффузный слой Гуи-Чэпмена с высокой
концентрацией ионов одного знака. Взаимодействие молекул воды в таком слое может быть
ослаблено как частичным экранированием водородных связей, так и в результате отталкивания
ионов одного знака, что и приводит к эффекту сверхтекучести.