水的理化特性及意义

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1、1.植物的水分代谢提要通过本章的学习要了解植物对水分吸收、运输及蒸腾的方式、途径和机制，认识植物如何维持水分平衡及其重要性，为合理灌溉提供理论依据。Contentsinbrief:AbsorptionofwaterTransportofwaterLossofwater(transpiration)Irrigation1．1水分与植物的生命活动1.1.1水的某些理化特性结构：水是极性分子，能形成分子间氢键图1.1水分子的结构和氢键2.水的特性1)水的高汽化热汽化热（Vaporizationheat）指在

2、一定温度下，将单位质量的物质由液态转变成气态所需的热量。在25℃时水的汽化热为2.45kJ·g-1。在已知的所有液体物质中水的汽化热最大（表1.1）。Compare:CH416CH3CH330CH3CH2CH344CH3CH2CH2CH358CH3(CH2)3CH372boilingpoint36℃but:water18boilingpoint100℃reason:nH2O≒(H2O)n+heatgas2)Waterhashighspecificheat(高比热)Thepolarityofwatera

3、ndtheresultinghydrogenbondingamongwatermoleculesmeansthatittakesmuchheat(onecalorie)toraisethetemperatureof1mLofwaterjust1°C.4.187J·g-1/0C。(表1。1）Thehydrogenbondinghastobegivenalotofenergytogetthemtovibrateandgeneratethetemperaturechange.Thispropertyofwa

4、teriscalledspecificheat.Itmeansthatthisliquidcanabsorbmuchheatfromthevariouschemicalreactionsoccurringincellswithouttemperaturechange;itisaheatbuffer.Ithelpsmaintainanevenbodytemperature.表1.1水与其它体积相似分子的一些物理特性比较分子量（Da）比热（J/g/℃）熔点（℃）熔解热（J/g）沸点（℃）汽化热（J/g）水

5、184.203351002452硫化氢34--8670-61-氨175.0-77452-331234二氧化碳44--57180-78301甲烷16--18258-164556乙烷30--18396-88523甲醇322.6-94100651226乙醇462.4-117109788783)Waterdemonstratescohesionandadhesion(内聚力和粘附力)内聚力(Cohesion):液体状况下同类分子间的吸引力叫内聚力，水的内聚力可达30MPa.粘附力(adhesion):液相与固

6、相间不同类分子间的吸引力叫粘附力或附着力原因：水是极性分子，与其它极性分子形成氢鍵。水的内聚力和粘附力，十分有利于水分在植物体内的长距离运输3）表面张力和毛细作用表面张力是指处于界面的水分子受着垂直向内的拉力，这种作用于单位长度表面上的力，称为表面张力（surfacetension）。表面张力使某一体系趋于向稳定状态变化，即表面积缩小，减少界面高能分子的数量。毛细作用（capillarity）指在液体与固体相接触的表面间的一种相互作用。木质部中的导管就是一种管壁可湿的毛细管。植物细胞壁的纤维素微纤丝间

7、有许多空隙，它们形成很多小而弯曲的毛细管网络。内聚力、粘附力和表面张力的共同作用产生毛细作用。cohesion,adhesionandsurfacetensionleadstocapillarity(内聚力、粘附力和表面张力导致毛细现象)h=2Tcos/rg=14.9×10-6/r毛细作用对植物的重要性：土壤下层的水分可通过毛细作用上升，供植物利用。细胞壁的纤维素微纤丝间有空隙，形成很多小而弯曲的毛细管，这样可使植物的细胞壁通过毛细作用保持湿润。植物导管是一种水分可湿的毛细管，如把一根干树杆插入水

8、中，水可上升一段距离(导管r=20~40um,水可上升0.37~0.74m，但不要希望导管的毛细作用给植物供水，因毛细作用产生的前提是存在空气—水界面，而导管和上下都是完整的细胞，无空气—水界面。)4）水的电特性水（极性分子）是许多电解质与极性分子的良好溶剂。如植物体内蛋白质，氨基酸、糖类所含有的亲水基团（-COOH、-CO、-NH2）能与水分子形成氢键，即水可以在大分子物质带电基团周围定向排列，形成水合层（shellofhydration），减弱了大分