Capillaire werking van Hout

Transcriptie

1 Capillaire werking van Hout Arrangement Geveltimmerwerk Opdracht: Leg het begrip capillaire werking uit. Onderzoek het begrip Leg het begrip uit aan VMBO leerlingen Ondersteun de les d.m.v. didactische hulpmiddelen, bijvoorbeeld een model / tekening / proefje enz. Maak je verhaal dus aanschouwelijk. Presenteer het onderwerp in de les van 23 februari 2015 Om het begrip Capillaire werking van hout uit te kunnen leggen aan een VMBO leerling wil ik uitgaan van een voorbeeld dat enigszins tot de verbeelding spreekt, namelijk: De hoogste boom van de wereld Intro filmpje: Een team fotografen en wetenschappers van het natuurmagazine National Geographic is er voor het eerst in geslaagd om één van de grootste bomen ter wereld volledig op foto vast te leggen. De 3200 jaar oude sequoia genaamd The President is zo enorm dat niemand er ooit in is geslaagd om de volledige boom in beeld te brengen. Intro info: Dikste boom: Oudste boom: De dikste boom op aarde kun je vinden in Mexico en heeft een stamomtrek van maar liefst 36,2 meter De oudste boom ter wereld kun je vinden in Zweden en is naar schatting jaar Hoogste boom: De hoogste boom op dit moment kun je vinden in Amerika en is 115 meter hoog.

2 Hoe is een boom in staat om het vanuit de wortels naar de top te krijgen? Bomen, en in het bijzonder hoge bomen, leveren eigenlijk een gevecht met de zwaartekracht. wil door die zwaartekracht eigenlijk terug op aarde vallen maar er zijn krachten die er voor zorgen dat het tegen de zwaartekracht in omhoog vervoerd word. Wat zijn die krachten? 1. Worteldruk 2. Zuigkracht van de bladeren 3. Capillaire werking 1. Worteldruk: heeft de eigenschap om te streven naar evenwicht / balans. zoekt naar een gelijke verdeling van zichzelf. Stel je voor: Er is plek waar zit met veel zout en er is een plek waar zit zonder zout (of minder zout). Je zult zien dat het stroomt naar de plek met veel zout om er zo voor te zorgen dat er een evenwicht / balans ontstaat. Het doel is dus om de concentraties gelijk te krijgen. stroomt naar de zoute plek Er ontstaat evenwicht Zout

3 In de natuurlijke situatie is de concentratie zouten in de wortel hoger dan in het in de bodem. Daarom stroomt het de wortel in. De plant kan er actief voor zorgdragen dat de concentratie zouten hoger is in de plantencel van de wortels. Dit verschijnsel creëert de zogenaamde worteldruk. Deze druk stuwt het een klein beetje omhoog in de boom maar natuurlijk nooit genoeg om in het topje van een boom te bereiken. Daar zijn ook nog de twee andere krachten voor nodig. zout Worteldruk kun je ook zien aan de druppels van gras in de ochtend. s Nachts is er wel worteldruk maar geen verdamping. komt dus wel binnen, maar gaat er nauwelijks uit. In gras raakt het dan zo opgehoopt dat het op een gegeven moment uit het blad wordt geperst.

4 2. Zuigkracht van de bladeren We hebben gezien dat via de worteldruk word opgenomen door de boom. Het begeeft zich vervolgens naar de houtvaten in de stam van de boom. De stam van de boom bestaat in het midden voor een groot deel uit houtvaten. Deze houtvaten dienen als een soort rietjes waardoorheen het word vervoert. Via de takken komt het terecht in de bladeren. In het blad gaat het vanuit de nerf over naar de cellen in het blad en daar verdampt het uiteindelijk weer. Dat verdampen creëert een zuigende kracht waardoor het omhoog getrokken word. verdampt Wind waait langs de bladeren word omhoog getrokken

5 Ook alleen de zuigkracht van de bladeren is niet genoeg om het tot boven in de top te krijgen, alhoewel de zuigkracht van de bladeren de belangrijkste motor is van het vervoer van door de houtvaten. Toch is er ook nog een laatste kracht erg belangrijk; de capillaire werking. 3. Capillaire werking De zuigkracht van de bladeren wordt ondersteund door de capillaire werking van de houtvaten en de aantrekkingskracht van de moleculen onderling (cohesie). Het principe is dat het, eenmaal in de boom, door de cohesie bij elkaar blijft, door adhesie blijft het vervolgens aan de wanden van de houtvaten kleven. Door de zuigkracht van de bladeren gaat het tegen de zwaartekracht in omhoog naar de top van de boom. Met het volgende didactisch hulpmiddel ga ik het principe van de drie krachten uitleggen. Ik meen dat op deze manier het begrip capillaire werking begrijpelijk word gemaakt. Demonstratie: Buizen in. Het is namelijk zo dat door de verdamping een onderdruk ontstaat in het blad, waardoor het uit de houtvaten wordt omhoog gezogen word. Dat is aan te tonen met de volgende demonstratie: M.b.v. drie buizen in een bakje ga ik capillaire opstijging illustreren in de vorm van verschillende buizen, welke de houtvaten / poriën voorstellen.

6 Buis 1: Bij de eerste, grootste buis zie je dat het tegen de randen omhoog kruipt. Dit komt door de aantrekkingskracht tussen het en de rand (adhesie). Het ontstaan van de holle randen van het wordt welving genoemd. Buis 2: De tweede buis is smaller waardoor de snijpunten van de welvingen met de spiegel erg dicht bij elkaar staan. Het oppervlak vertoont nu een kuiltje. Buis 3: De derde buis ten slotte is nog smaller waardoor er capillaire opstijging ontstaat. Dezelfde kracht, namelijk de adhesie, die de welvingen deed ontstaat, zorgt er voor dat het omhoog gezogen wordt. Wind waait langs de buizen. Hierdoor word het omhoog getrokken. Worteldruk duwt het de houtvaten in

7 Slot: Even terug naar de hoogste boom van de wereld op dit moment. Deze boom is een sequoia en zo n boom kan in theorie maximaal 130 meter hoog worden. De sequoia in Amerika is 115 meter hoog. Deze boom heeft de naam Stratosphere giant gekregen. Grote bomen krijgen wel vaker namen. The general komt op een goede tweede plaats en is 113 meter hoog. Je kunt je voorstellen dat deze grote bomen hebben veel nodig hebben. Een sequoia heeft ongeveer 13 liter per meter per dag nodig. Stratosphere giant heeft dus 1495 liter per dag nodig The general heeft dus 1469 liter per dag nodig. Het dat de sequoia's via hun wortels opzuigen doet er soms wel 24 dagen over om de top te bereiken. En dit word allemaal mogelijk gemaakt m.b.v. worteldruk, de zuigkracht van de balderen en de capillaire werking.