3. STRUKTURA EKOSYSTÉMU

3. STRUKTURA EKOSYSTÉMU

3.4.1. VLASTNOSTI VODY

3.4 VODA

VODA Voda – dva významy: - chemická sloučenina – H2O - přírodní roztok

Skupenství plynné kapalné pevné

Voda jako chemická sloučenina

1

Základní fyzikální konstanty

Vlastnosti kg.m-3 kg.m-3

bod varu bod tuhnutí

100 0

°C °C

333 2256

kJ.kg-1 kJ.kg-1

H

δ-

δ+

H

δ+

Vlastnosti

O H

H

O

kJ.kg-1.K-1

O

H

měrná tepelná kapacita (25 °C) 4,18

δ+

měrné teplo tání měrné teplo výparné

δ-

δ-

997 1000

H

hustota (při 25 °C) maximální hustota (při 4 °C)

1. dipólový charakter molekul

Sezónní změny v cirkulaci vody

1. dipólový charakter molekuly

hluboké nádrže

δ-

O

H

H δ+

Důsledek: voda má maximální hustotu při 4 °C

Sezónní změny v cirkulaci vody

Vlastnosti

ZIMA 0°C

2. velké povrchové napětí

2°C

- kapilární vzlínání v půdě 4°C

PODZIM

stagnace

JARO

4°C

4°C

4°C

4°C

cirkulace

- samovolná tvorba kulovitých kapek – déšť

cirkulace LÉTO 20°C 4°C

stagnace

2

Vlastnosti

Vlastnosti

3. velké specifické teplo výparné

4. vysoká tepelná kapacita

- voda jako chladící médium

- relativně malé tepelné rozdíly ve vodním prostředí

Složení vody přírodní voda obsahuje rozpuštěné: - ionty: Na+, K+, Ca2+, Mg2+ chloridy, sírany, uhličitany, dusičnany .. - plyny: oxid uhličitý, kyslík, radon, sirovodík .. - molekuly: kyseliny křemičitá, organické látky.. - hydratované oxidy železa, manganu, hliníku.. - stopová množství prakticky všech prvků

Voda jako přírodní roztok

Složení vody

Složení vody

Celkový obsah rozpuštěných látek (solnost): mg/l

Celkový obsah rozpuštěných látek (solnost): mg/l

Ø Ø Ø Ø

Ø Ø Ø Ø

atmosférické (srážkové) vody povrchové vody brakické vody mořské vody

10 – 100 100 – 500 2000 – 5000 12000 – 36000

atmosférické (srážkové) vody povrchové vody brakické vody mořské vody

Ø pitná voda Ø minerální vody

10 – 100 100 – 500 2000 – 5000 12000 – 36000 do 1000 nad 1000

3

3.4.2. FUNKCE VODY

Voda jako médium pro metabolismus

Voda jako médium pro metabolismus

OBJEM TĚLNÍCH TEKUTIN

Ø voda – nezbytná součást protoplazmy buněk Ø prostředí pro metabolické pochody

100 %

člověk 70 kg

60 %

tělní voda 42 l

40 %

20 %

nitrobuněčná tekutina – 28 l

mimobuněčná tekutina – 14 l

tkáňový mok 10,5 l

DENNÍ BILANCE TEKUTIN VSTUP (PŘÍJEM)

ORGANISMUS

2,4 l

1,2 l - pití 0,9 l - potrava 0,3 l – oxidace živin

krevní plazma 3,5 l

ZTRÁTY VODY VÝSTUP (VÝDEJ) 2,4 l

Důsledky ztráty vody: • cca 5 % 3,5 l • cca 10 % 7 l • cca 15 – 20 % 10 – 14 l

poruchy chování těžký zdravotní stav smrt

1,4 l - moč 0,9 – dýchání + pocení 0,1 - stolice

4

Voda jako chladící médium

Voda jako chladící médium úroveň ekosystému

úroveň ekosystému


TEPLO

teplo rychle uniká

⇒ velké tepelné rozdíly mezi dnem a nocí



Výpar vody Teplo teplo z povrchu uniká pomaleji

uvolňuje se teplo

vodní pára kondenzuje

⇒ menší tepelné rozdíly mezi dnem a nocí

5

KOŽNÍ ŽLÁZY a) mazové žlázy b) potní žlázy c) mléčné žlázy

úroveň organismu

KOŽNÍ ŽLÁZY b) potní žlázy (1) ekrinní - vylučují slaný pot (99% voda, 0,6% NaCl, dále močovina, kyselina mléčná aj.) - produkce 0,6 – 1 l/d, extrémně až 10 l/d - umístěny po celém těle (asi 3 milióny)

Voda jako transportní médium

(2) apokrinní - pachové žlázy, individuální pach - umístěny v podpaží, okolí pohlavních orgánů a konečníku

úroveň ekosystému

úroveň organismu ČLOVĚK

6

Transportní médium Transport tekutin – různé typy cévní soustavy: - čerpací aparát (srdce) - rozvodné potrubí (cévy)

PROUDĚNÍ V TRUBICÍCH Poiseuillova rovnice

(čti: puazejova)

4 π Δp . r V ≈ ------- . -----------8η l V – objem kapaliny protelké trubicí za čas t η – koeficient vnitřního tření Δp – rozdíl tlaku na začátku a na konci trubice r – poloměr trubice l – délka trubice

PROUDĚNÍ V TRUBICÍCH Poiseuillova rovnice

(čti: puazejova)

4 π Δp . r V ≈ ------- . -----------8η l

Transportní médium Vylučování tekutin – různé typy vylučovací soustavy: - filtrace - zpětný záchyt

průtok je úměrný 4-té mocnině při zmenšování poloměru rychle roste odpor

• při zmenšení poloměru na 84 % klesne průtok na 50 % • při zmenšení poloměru na 50 % klesne průtok na 6 % !!

NEFRON

úroveň organismu STROMY

7

Sekvoje 2 podobné druhy: Sekvoje vždyzelená (Squoia sempervirens) - vyšší (až 120 m), na bázi užší - mlžné pobřežní oblasti Oregonu a Kalifornie Sekvojovec obrovský (Sequoiadendron giganteum) - nižší (do 100 m), na bázi mohutný („mamutí strom“) - horské oblasti Sierry Nevady

CÉVY A SÍTKOVICE

TRANSPORT VODY • základní silou je odpařování vody • rychlost vzestupného proudu vody v rostlině: - jehličnany 1 – 2 m / hod - listnáče 4 – 6 m / hod

TRANSPORT VODY spotřeba vody – na metr čtvereční listové plochy - vrba 160 l - olše 110 l - javor 90 l

a 1 – a3 b1, b2 c

vznik tracheje ze sloupce buněk tracheidy se ztloustlými stěnami sítkovice

TRANSPORT VODY

1 hektar bukového lesa vypaří v letním dni asi 30 metrů krychlových vody

8

3. STRUKTURA EKOSYSTÉMU

Recommend Documents