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식물의 뿌리가 물을 흡수하는 원리

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by

Sumin Jeong

on 2 February 2016

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Transcript of 식물의 뿌리가 물을 흡수하는 원리

Tuesday, February 2 . 2016
식물의 뿌리가 물을 흡수하는 원리
주제
식물의 뿌리가 물을 흡수하는
현상들을 실험을 통해 알아보자.
동기
목적

탐구 동기 및 목적은 이전에 영재학급 활동으로 갔던

과학수학페스티벌에서 기본적인 개념만 학습했던, 모세관 현상에서

더 나아가 식물이 뿌리에서 물을 흡수하는 원리에 대해 조금

더 깊게 탐구하기 위해서 입니다.

장치를 꾸며 실험하고 다른 현상2가지에 대해서도 알아보고자

실험을 하였습니다.

탐구
과정

모세관 현상 탐구 계획
삼투압 현상 탐구 계획
손유경, 김경은, 정수민, 양연주, 서지연, 박경희


모세관 현상 실험
실험 과정
실험 주제 : 식물 뿌리의 굵기에 따라 다르게 나타나는
모세관현상
을 알아보자

실험 목적 : 식물 뿌리가 물을 흡수하는 것과 같이 흡수가 가능한 재료를 이용하여 그 굵기에 따라 다르게 나타나는 모세관현상을 관찰하고 그 이유를 이해해보자.

가설 설정 : 굵기가 얇을수록 더 빨리, 많이 젖을 것이다.
→식물의 뿌리가 얇을수록 양분을 더 많이 빨리 흡수할 것이다.
(빠르기: 휴지 반 겹 > 휴지 한 겹 > A4용지 > 거즈 2겹 > 압박붕대)

탐구 결과
굵기 비교 : 휴지 반 겹 > 휴지 한 겹 > A4용지 > 거즈 > 압박붕대

→ 굵기가 얇을수록 물이 더 빨리, 많이 흡수되는 것을 알 수 있다.

이것으로 식물의 뿌리가 얇을수록 양분을 더 빨리, 많이 흡수한다는 것을 알 수 있다
.

탐구 응용
모세관 현상이 사용되는 예
만드는 방법
삼투압 현상 실험
실험 주제 :
삼투압
의 개념을 이용하여 장치를 꾸며보고, 삼투압현상에 따른 물의 이동방향을 관찰해보자

실험 목적 : 당근 안, 밖의 농도를 다르게 하여, 물의 이동방향을 관찰하고 삼투압현상이 실제로 식물의
뿌리가 물을 빨아들이는 원리가 되는지 살펴보자.

가설 설정 : 상대적으로 농도가 낮은 물이 농도가 높은 설탕물로 이동하여 시간이 지남에 따라 당근 밖의 물의 양과 높이는 감소하고, 당근 안의 설탕물의 양과 높이는 증가할 것이다. 이는 삼투압현상에 부합하므로 삼투압현상은 식물의 뿌리가 물을 빨아들이는 원리가 될 것이다.
→식물의 뿌리의 농도가 높을수록 양분을 더 많이 흡수할 것이다.

실험 과정
탐구 결과
결과 1)
결과 2)
-농도 비교
설탕물 : 50% > 물 : 0%
시간이 지날수록 물의 양과 높이가 감소하고, 설탕물의 양과 높이가 점차 증가했으므로 물이 당근 밖에서 당근 안으로 이동했다는 것을 알 수 있다. 이때, 설탕물의 농도(50%)가 물의 농도(0%)보다 높다. 이는, 압력농도가 다른 두 액체를 반투과성막으로 막아 놓았을 때, 용질의 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 용매가 옮겨가는 삼투압 현상을 만족시키므로 삼투압현상은 식물이
뿌리에서 물을 흡수하는 원리이다. :
가설이 맞음


나만의 새싹재배기에 이용된 과학적 원리

<나만의 새싹재배기>에 적용된 과학적 원리는 거즈에 있다.
새싹재배기에서의 거즈는 작은 관의 역할을 하게 된다. 큰 컵 안에 물을 채워두고 작은 컵을 위에 끼우면, 작은 관인 거즈가 물 속에 들어가게 된다. 그러면, 큰 컵에 담겨 있는 물의 높이 보다 더 높은 물이 거즈를 타고 올라가게 되면, 물티슈나 흙을 통해 식물에게 물을 전달해준다.
탐구 응용
식물이 뿌리에서 물을 빨아들이는 원리
(삼투압현상 + 모세관현상 + 물의 응집력 + 증산작용)

식물이 뿌리에서 물을 빨아들이는 원리에는 실험①,②에서 실험한 모세관현상과 삼투압현상 외에
물의 응집력과
증산작용
의 2가지가 더 있다
.


물의 응집력이란?
물 분자 사이에는 서로 끌어당기는 힘이 존재한다. 이때 존재하는 이 힘을 물의 응집력이라고 한다.


증산작용이란?

뿌리에서 흡수한 물은 대부분 광합성, 팽압 유지 등 여러 생활 작용에 쓰이고, 일부는 기공을 통해 기체 상태로 배출되는데, 이를 증산 작용이라고 한다. 증산작용은 식물이 뿌리에서 물을 끌어올리는 원동력이 되기도 하고, 식물로부터 기화열을 빼앗음으로써 온도를 적절히 유지해주는 역할을 하기도 한다.


시행착오
느낀점
{하고자 하였으나 실패한 실험}
롤러코스터와 회전

<탐구하게 된 동기 및 목적>
평소 놀이기구를 즐겨 타는데 항상 롤러코스터를 탈 때마다 이 정도 높이에서 혹은 이 정도 기울기가 아니라면 바로 다음 코스인
원 회전에 무슨 영향을 끼칠까 하고 생각했었다. 여러 가지 가설도 세우곤 했지만 딱히 확인하려고 노력하지 않았다.
하지만 이번 기회에 이 궁금증을 확실히 알아보고자 다음과 같은 실험계획을 세웠다.

<탐구를 통하여 알아보고 싶은 점>
(기울기와 회전력 실험)
-기울기가 회전에 미치는 영향과 공이 회전할 수 있는 기울기의 한계

<탐구하고 싶은 내용>
● 쇠구슬이 회전할 수 있는 최소한의 기울기는 몇일까?
● 만약 회전력이 부족하여 돌지 못한다면 어떻게 될까?

<실험준비물>
롤러코스터 만들기 키트, 쇠구슬, (각도조절용) 여분의 하드보드지, 각도기, 15cm자, 실, 스탠드,
테이프, 가위, 칼, 글루건

<실험방법>
1. 롤러코스터 만들기 키트를 조립한다.
2. 10cm 길이로 실 10가닥을 자른다.
3. 가로, 세로 길이가 일정하게 테이프를 잘라 과정2에서 자른 실 끝부분의 약 3cm 지점과 쇠구슬을 연결한다.
4. 스탠드에 각도기를 끼우고 쇠구슬이 연결된 실에서 쇠구슬이 연결되지 않은 부분을 각도기 의 0도 지점에 붙인다.
5. 받침대를 이용하여 레일의 기울기를 90도로 한다.
쇠구슬이 회전하지 않을 때까지 10도씩 줄여가며 실험한다.
6.쇠구슬을 미는 힘도 같아야 하므로 스탠드에 매달아 둔 실을 각도기의 90도 되는 지점까지 쇠구슬 을 잡아 올렸다가 놓는다.



실패한 이유
원인 1)
잘못 선택한 실험 도구
: 실험에 쓰이는 속력 측정기의 크기와 레일의 넓이를 계산하지 못하여 속력 측정이 불가능 했다.

원인2)
레일의 크기
:레일이 생각보다 너무 짧아서 구부리기 쉽지 않았다.

롤러코스터를 이용한 실험 외에도 땅콩의 연소에 관한 실험을 했으나 준비가 덜 되었고, 시간 부족과 준비 부족으로 실패하게 되었다.
감사합니다
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