Сделай для школы
Прежде чем ответить на этот вопрос, предлагаем проделать несколько простых опытов. Налейте в тонкостенный стакан теплой воды. Растворите 2— 3 столовые ложки сахара. Долейте стакан доверху и прикройте его предварительно размоченным в воде листком пергамента или целлофановой пленки (не спутайте с пленкой полиэтиленовой) так, чтобы под ней не было пузырьков воздуха. Края пленки туго перевяжите толстой ниткой.
Опустите стакан в большую стеклянную банку, заполненную водопроводной водой (см. рис.). Часа через два-три вы заметите, что пленка над стаканом вздулась. Секрет столь странного поведения пленки объясняется так. Пергамент или целлофан обладают одной особенностью — они словно сито пропускают сквозь себя молекулы, но избирательно. Молекулы воды проходят сквозь них легко, а молекулы сахара нет — ведь они крупнее. Материалы, обладающие такими свойствами, в технике получили название полупроницаемых мембран. Значит, листок-перегородка не препятствует диффузии — проникновению одних молекул (воды) в другие (сахара) с тем, чтобы по возможности сравнять концентрацию растворов. Химикам давно известно это явление. Оно получило название осмоса.
А что произойдет с пленкой еще через час-другой? Раздуется ли она еще больше, а может, и вовсе лопнет? Не беспокойтесь, ничего такого с пленкой не случится. Дальше выпуклость ее останется неизменной.
Дело в том, что пленка испытывает давление со стороны сладкой воды. Это давление получило название осмотического. До какого-то момента осмотическое давление не препятствовало молекулам воды проникать сквозь пленку и разбавлять сироп.
Но как только осмотическое давление сравнялось с давлением на пленку со стороны воды, наступило равновесие. И теперь молекулы воды продолжали проходить сквозь пленку, но уже в обоих направлениях в равных количествах.
Положите свежесрезанную лимонную или апельсиновую дольку на блюдце и присыпьте сахарной пудрой. На поверхности среза начнет выделяться сок. Объяснить это явление теперь сможет каждый. Сок проникает, диффундирует сквозь стенки клеточных мембран и стремится разбавить раствор сахара, образующийся на срезе. Аналогичные явления происходят, если свежие овощи нарезать и посолить. Обильное выделение сока можно, например, наблюдать при засолке капусты. При этом вода ведь не добавляется в рассол вовсе, а сока в кадушке получается много.
Еще один опыт. Приготовьте три стеклянные банки. В одну налейте чистую водопроводную воду, во второй воду слегка подсолите, а в третьей приготовьте концентрированный соляной рассол. Вырежьте из картофелины три одинаковых кубика. В каждую банку опустите по кубику. Через два-три часа посмотрите, что же с ними произошло. Кубик, который находился в подсоленной воде, остался без изменения. А вот геометрические размеры двух других изменились довольно заметно. Тот, что находился в рассоле, стал отдавать свою собственную воду (точнее, сок), он сморщился и стал меньше. Третий кубик, наоборот, впитал в себя дополнительню влагу, размеры его увеличились.
И последний опыт. Проделаем его с морковкой. Оказывается, ее можно заставить работать подобно насосу. Отрежьте от морковки головку (см. рис.). Сделайте неглубокую лунку и вставьте в нее стеклянную трубку длиной 100—120 и внутренним диаметром 6—8 мм.
Укрепите морковку вертикально на подставке и установите на дно стеклянной банки, заполненной водопроводной водой. В стеклянную трубку налейте до половины раствор соли, а лучше сахара. Часа через два-три уровень жидкости в трубке поднимется. Может наступить такой момент, когда сироп начнет переливаться через край. Перелейте сироп в чашку (его можете выпить), добавьте в трубку немного сахару и повторите опыт. Морковка самым настоящим образом перекачивает воду из стакана. Осмотическое давление может быть значительным и поднимать жидкость на большую высоту. Вероятно, этим и объясняется бурный подъем по стволу березы сока весной. Концентрация солей в стволе и ветках березы к началу весны заметно возросла. Вот и спешит дерево разбавить, а заодно и напоить себя талой водой.