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작성일 : 16-04-27 18:48
나무가 성장하고 열매가 익는 원리
 글쓴이 : 황금여의주
조회 : 937  

나무가 성장하고 열매가 익는 원리

나무라는 하나의 고립계는 열역학법칙의 원리 안에서 성장한다.

열역학법칙에 따르면 자유에너지는 고립계자체내부에너지에 정교성과 온도의 곱에 의해 크기가 달라진다.

개별나무들이 성장하는데 차이는 내부에너지와 외부의 온도변화와 여건의 정교성에 따라 차이가 발생한다.

나무의 내부에너지는 또 다시 나무의 부피의 크기와 부피에 가해지는 압력에 따라 달라진다.

나무성장의 원리를 다시 정리하면 나무의 내부에너지인 나무가 차지하는 부피와 압력에 더하여 외부의 정교성과 온도의 곱에 의해 성장을 달리한다.

나무성장의 주체는 물이다. 물이 흐름에 따라 나무가 성장해 가는 것이다.

물이 지하에서 지면위로 올라올때는 수직상승하는 성질 때문에 나무가 뿌리에서 지상으로 올라올때는 수직방향으로 성장해 가는 것이다.

계절에 따라 성장과 휴면을 반복하는 이유는 온도변화 때문이다. 온도는 높은곳에서 낮은곳으로 흐르며 뜨거워진 물은 위로 올라가고 차가워진 물은 아래로 내려온다. 물의 이동이나 순환 속도는 온도변화가 클수록 크기가 커진다.

이러한 물이 온도에 따른 변화 과정을 나무에서 순환되는 물에 대입을 하게되면

북반구의 7~8월 뜨거운 여름은 지하의 물은 차갑고 지상중의 나무내부의 물의 온도는 뜨겁다. 그리하여 뿌리와 줄기의 큰 온도편차로 인해 물의 흐름이 강해지면서 나무성장이 왕성한 모습으로 나타나게 된다.

이때 나무내부의 압력 또한 강해져서 더욱 나무의 부피가 팽창하게 된다.

가을이 오면 지하의 온도와 지상의 온도가 비슷하게 되어 나무내부의 물의 온도편차에 의한 이동이 줄어들게 된다. 그리하여 성장이 멈춘것처럼 보이는 것이다.

가을이 되어 열매가 익는 원리는.

지하부의 뿌리와 지상부의 줄기에서 순환되는 물이 온도편차가 줄어들면서 여름동안 왕성했던 물의 이동이 점차 약해지게 된다. 이로써 열매로 이동하던 수분의 이동량도 줄어 들게 된다.

그리고 더욱 열매에 수분 공급을 줄이는 것으로 열매가 무거워지면서 물의 이동방향인 수직방향과 반대로 놓이게 된다. 그리하여 뿌리로부터 공급되는 수분의 양은 줄어들고 대신에 광합성작용에 의해 만들어진 당성분은 열매에 많이 축적되게 된다.

즉 가을에서 겨울에 이르러 모든 과일이나 곡식이 익어가는 현상은 식물에 가해지는 온도편차가 줄어들면서 수분이동이 줄고 대신 광합성작용에 의한 당성분이 과실과 곡식에 저장되어지는 현상이다.


 
 

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