Tại sao nước chảy ngược trong cây?

Lá cây sử dụng nước để quang hợp, và dùng nước để làm mát trước ánh nắng mặt trời. Do đó, việc bốc hơi, thoát hơi nước ở lá có tác dụng tương tự như máy bơm, giúp cây hút ngược được nước từ lòng đất qua rễ, thân cây lên trên lá.

Cơ chế này khá giống với việc hút dầu trong bấc đèn của một cây đèn dầu bạn nhé.

Nhờ vậy, nước sẽ có thể chạy ngược từ dưới đất lên trên cây.

Hiện tượng này gọi là hiện tượng mao dẫn.

Để hiểu về hiện tượng này, chúng ta phải xét đết lực liên kết phân tử. Cũng có thể giải thích đơn giản là do hiện tượng mao dẫn, ứng suất căng bề mặt. Tuy nhiên mình sẽ cung cấp một câu trả lời sát với bản chất nhất, để bạn khỏi thắc mắc vì sao có lực căng bề mặt và sự dính ướt.

Lực liên kết của chất lỏng mạnh hơn lực liên kết của chất khí. Và nó cũng mạnh hơn lực liên kết giữa chất lỏng và chất khí. Cho nên khi một giọt nước lơ lửng trong không trung, chúng bị các lực liên kết nội của chính nó kéo các phân tử vào trung tâm, khiến chúng co cụm và đạt hình dáng sao cho diện tích tiếp xúc là nhỏ nhất (hình cầu)

Khi chất lỏng tiếp xúc với chất rắn thì có 2 trường hợp:

• Nếu lực liên kết của chất rắn và chất lỏng lớn hơn lực liên kết của các phân tử chất lỏng với nhau. Lực liên kết của chất lỏng lúc này không thể thắng được ngoại lực, chúng bị kéo theo chiều hướng tăng tiếp xúc của chất lỏng và chất rắn cho đến khi đạt trạng thái cân bằng. Lúc này ta nói chất lỏng bị dính ướt. Và trong điều kiện có 2 bề mặt chất rắn đặt sát nhau và ở giữa là chất lỏng, lúc này lực kéo tăng lên và kéo chất lỏng lên cao hơn.
• Nếu lực liên kết của chất rắn và chất lỏng nhỏ hơn lực liên kết của các phân tử chất lỏng với nhau. Lúc này lực liên kết nội của chất lỏng thắng thế, chúng lại co cụm để giảm diện tích tiếp xúc với chất rắn. Hoàn toàn tương tự, nếu có 2 bề mặt đặt sát nhau và ở giữa là chất lỏng, mực chất lỏng lúc này sẽ bị kéo thấp xuống để giảm diện tích tiếp xúc với chất rắn.

Với hiện tượng trong cây tương ứng với trường hợp 1. Các sợi mao dẫn ở trong cây được xếp sát nhau, đồng thời nó tạo ra sự dính ướt, tức là các phân tử của nó kéo chất lỏng đủ mạnh để chất lỏng di chuyển lên trên.