Бесплатная техническая библиотека

Почему ягоды пускают сок. Химические эксперименты

Занимательные опыты дома / Опыты по химии для детей

 Комментарии к статье

Когда растение засыхает, когда листья его желтеют, это означает, что растительным клеткам не хватает воды. Но каждая клетка заключена в оболочку-мембрану. Каким образом впитанная корнями влага проникает через оболочку в клетку? И что заставляет воду двигаться против силы тяжести, снизу вверх, от корней к листьям?

Прежде чем получить ответы на эти вопросы, поставим предварительные опыты с мембраной, чем-то напоминающей клеточную оболочку.

Если два раствора разделены плотной перегородкой, то они, конечно, не смешиваются. Если же перегородки нет вовсе, то растворы, напротив, смешиваются сами по себе, даже если их не перемешивать. Ну, а что если перегородка полупроницаемая?

Вот это и будет предметом опыта, а полупроницаемой мембраной послужит листок пергамента или целлофана (но не полиэтилена). Чтобы он приобрел интересующие нас свойства, его надо подержать в воде, пока он не размягчится.

Приготовьте сахарный сироп - насыщенный раствор сахара, настолько густой, что сахар больше не растворяется. Быстрее и удобнее готовить такой раствор в горячей воде. Налейте сироп доверху в стакан, прикройте размоченным листком и туго перевяжите. Следите, чтобы под пленкой не осталось пузырьков воздуха. Стакан поставьте в банку или в кастрюлю с водой (вода должна покрывать стакан) и оставьте на несколько часов. Когда вы вновь посмотрите на стакан с сиропом, то сразу заметите, что пленка, которой он закрыт, раздулась: над стаканом как бы образовался пузырь.

Чтобы понять, что произошло, надо прежде всего уяснить себе, что такое полупроницаемая мембрана. Это такая пленка, которая задерживает одни молекулы и в то же время пропускает другие. И целлофановая, и пергаментная пленки пористы, но поры в них настолько малы, что для молекул сахара они непроницаемы. По обе стороны нашей перегородки есть вода, но с той стороны, где находится раствор сахара, нa каждый участок поверхности приходится меньше молекул воды. Поэтому со стороны воды через мембрану проходит больше молекул, и это приводит к тому, что объем жидкости в стакане увеличивается и, следовательно, полупроницаемая пленка раздувается. В природе все стремится к равновесию, в данном случае - к выравниванию концентрации растворов. И вскоре равновесие наступает: сколько молекул воды поступает в стакан с сиропом, столько же из него и выходит в наружный сосуд. Поэтому пузырь получается не слишком большим.

Физико-химическое явление, которое мы только что наблюдали, называется осмосом, а давление, заставляющее пленку изгибаться, - осмотическим давлением. Чтобы наблюдать осмос, обязательно нужны перегородка и две жидкости: раствор какого-либо вещества и чистый растворитель (у нас - вода) или хотя бы более слабый раствор.

Оболочка живых клеток - всегда полупроницаемая мембрана. Она задерживает молекулы многих веществ, растворенных в воде, но воду пропускает. Поэтому каждая животная и растительная клетка - это микроскопическая осмотическая система, а осмотическое давление играет очень важную роль в жизнедеятельности организмов.

Осмос можно наблюдать в самых простых опытах. Острым ножом отрежьте тонкий ломтик лимона и положите его на блюдце. Заметьте: сока на поверхности почти нет. Посыпьте дольку сахарным песком или, еще лучше, сахарной пудрой - и очень скоро лимон пустит сок.

Подобный опыт можно поставить и с клубникой, и с другими ягодами, положив их в сухие баночки. Ягоды, посыпанные сахаром, быстро выделяют сок.

Во всех этих случаях работает осмос. На поверхности лимона или ягод образуется концентрированный раствор сахара, и сок, гораздо менее концентрированный, стремится разбавить этот раствор, он проникает сквозь клеточные мембраны и выходит наружу - точно так же, как в предыдущем опыте вода из банки устремлялась в стакан с сиропом.

Следующий наш объект - капуста. Ее мы, естественно, будем посыпать не сахаром, а солью. Нашинкуйте капусту ножом, посыпьте солью и хорошенько потрите - капуста тоже даст сок. Так и происходит, когда капусту квасят; а капустные салаты непременно советуют потереть как следует, чтобы выделился сок и капуста стала мягче и нежнее. Причина та же: осмос.

Перейдем к картошке. Вырежьте из картофелины три кубика, желательно одинаковых размеров. Приготовьте три банки. В одну налейте подсоленную воду, в другую - концентрированный раствор соли, а в третью - просто воду из-под крана. В каждую банку опустите по картофельному кубику. Часа через два-три внимательно рассмотрите кубики. У того, который находился в подсоленной воде, никаких изменений вы не обнаружите. А вот два других изменились, и заметно. Тот кубик, который лежал в концентрированном растворе соли, намного уменьшился, а тот, который вы опустили в воду, стал, напротив, заметно больше.

Сначала о том, почему не изменился первый кубик. Он был в разбавленном растворе, и концентрация соли оказалась примерно той же, что и в самом картофельном соке. Кубик, который находился в концентрированном растворе, стал отдавать воду, снижая концентрацию этого раствора; вода из картофеля уходила, и кубик съежился. А последний кубик, тот, что был в воде, стал поглощать воду и увеличился в размерах.

От картофеля перейдем к моркови и заставим ее работать как насос.

Отрежьте от морковки ботву и в "макушку" воткните стеклянную трубку. Морковку поставьте в стакан с водой; наверное, вы без труда придумаете, как удержать морковь в вертикальном положении.

В стеклянную трубку налейте до половины раствор соли и займитесь наблюдениями. Вскоре уровень воды в трубке начнет подыматься и, если опыт поставлен правильно, вода даже выльется из трубки. Морковь как бы перекачивает воду из стакана, заставляет ее двигаться вверх.

Когда вы поливаете морковь, растущую на огороде, она примерно так же перекачивает воду из почвы в ботву. В ее соке концентрация солей выше, чем в поливочной воде, и благодаря осмосу живительную влагу получают не только корни, но и все ткани растения.

Автор: Ольгин О.М.

 Рекомендуем интересные опыты по физике:

▪ Капиллярный насос

▪ Воздух толкается

▪ Нагреваем спицу

 Рекомендуем интересные опыты по химии:

▪ Необычная фотография

▪ Полезные чудеса

▪ Электрохимическое сверло - из медицинского шприца

Смотрите другие статьи раздела Занимательные опыты дома.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Оптотактильный дисплей 01.12.2025 Сенсорные экраны научили нас управлять изображениями прикосновением, но сами изображения по-прежнему оставались плоскими и лишенными тактильной обратной связи. Недавняя работа исследователей из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре предлагает принципиально иной подход, при котором визуальная информация становится не только видимой, но и ощутимой. Ключевым элементом новой технологии стали так называемые оптотактильные поверхности - optotactile surfaces. Они состоят из множества пикселей размером в несколько миллиметров, которые при кратковременном освещении светом способны приподниматься над плоскостью дисплея. В результате на поверхности формируются выпуклости, различимые кончиками пальцев, что превращает изображение в трехмерный тактильный рельеф. Архитектура каждого такого пикселя построена без традиционной электроники и проводки. В его основе находится небольшая воздушная полость, закрытая тонкой мембраной, а внутри размещена подвешенная графитовая пленка. Когда на нее попадает световой импульс, пленка поглощает излучение и практически мгновенно нагревается. Воздух под мембраной расширяется и выталкивает поверхность наружу на расстояние до одного миллиметра - величину, вполне достаточную для уверенного тактильного восприятия. Идея задействовать свет не только для отображения, но и для механического воздействия возникла еще в 2021 году. Тогда профессор Йон Виселл (Yon Visell) задался вопросом, способен ли свет, формирующий изображение, одновременно вызывать физическую реакцию, заметную для человеческого осязания. Этот вопрос стал отправной точкой для серии расчетов, экспериментов и попыток, далеко не все из которых оказались успешными. Прорыв произошел в конце 2022 года, когда другой участник проекта, Макс Линнандер (Max Linnander), создал первый рабочий прототип. Он представлял собой одиночный пиксель, активируемый вспышками небольшого диодного лазера и не содержащий встроенной электроники. При прикосновении такой элемент генерировал отчетливый тактильный импульс, подтвердив, что выбранный принцип действительно работает. На базе этого прототипа исследователи собрали полноценный тактильный дисплей, в котором один лазерный луч одновременно питает и управляет пикселями, последовательно сканируя поверхность. В экспериментальном массиве насчитывается более 1500 пикселей, а время отклика системы варьируется от 2 до 100 миллисекунд. Сочетание высокой плотности элементов, скорости реакции и подъема поверхности до миллиметра позволило добиться тактильной отдачи, недоступной для предыдущих поколений подобных устройств. Оптический способ адресации делает технологию легко масштабируемой: для управления большими дисплеями можно использовать те же компактные сканирующие лазеры, которые применяются в современных проекторах. Среди возможных сценариев использования называются автомобильные интерфейсы с имитацией физических кнопок, а также электронные тексты и схемы, меняющие форму под рукой пользователя. Хотя разработка пока остается прототипом, она наглядно демонстрирует, что будущее дисплеев может быть не только визуальным, но и по-настоящему осязаемым.

Другие интересные новости:

▪ Электродная модернизация скафандров защити от марсианской пыли

▪ Искусственный демон Максвелла

▪ Солнечные панели, работающие ночью

▪ Браслет стреляет антисептиком

▪ Революционная технология ядерного синтеза

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД). Подборка статей

▪ статья Когда умирают, так это надолго. Крылатое выражение

▪ статья Почему люди ходят во сне? Подробный ответ

▪ статья Мальва приземистая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Многоэлементная вертикальная антенна на 144 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бесконтактная защита громкоговорителей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026