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4. Relações Hídricas
em Plantas
Substância Calor Específico (cal/g.°C)
Água 1,0
Álcool 0,58
Alumínio 0,22
Ar 0,24
Carbono 0,12
Chumbo 0,031
Cobre 0,094
Ferro 0,11
Gelo 0,5
Hélio 1,25
Hidrogênio 3,4
Latão 0,092
Madeira 0,42
Mercúrio 0,033
Nitrogênio 0,25
Ouro 0,032
Oxigênio 0,22
Prata 0,056
Rochas 0,21
Vidro 0,16
Zinco 0,093
Coesão e Adesão
Mercúrio Água
Capilaridade:
h =
)
(
)
(
10
.
49
,
1 2
5
m
raio
m

raio do capilar (µm) altura (cm)
1 149
100 1,49
1000 0,149
capilar típico (75 µm) 2
Difusão:
1ª. Lei de Fick  Js = - Ds
x
Cs


Derivada a partir da 1ª. Lei de Fick:
Tc1/2 = K
D
distância
.
)
( 2
D = coef. de difusão
K = constante
Exemplo da difusão da sacarose em água:
Distância intracelular (50 µm; D= 10-9
m2
s-1
):
Tc1/2 = 1
2
9
2
6
10
)
10
.
50
(



s
m
m
= 2,5 s
Para uma distância de 1 m (altura de uma planta):
Tc1/2 = 1
2
9
2
10
)
1
(


s
m
m
= 109
s  32 anos
Difusão para gases (vapor de água):
Tc1/2 = 1
2
5
2
3
10
.
4
,
2
)
10
(



s
m
m
= 0,042 s
1 atm = 0,1 MPa
Pressão hidrostática (p):
 p = - 2 T / r
T = Tensão superficial
r = raio de curvatura ar/água
Solo argiloso
A condutividade mede a
facilidade com que a água se
move através do solo.
A diminuição da condutividade
quando o solo seca é devida
primariamente à circulação de ar
no solo que substitui a água.
À medida que o ar move-se, os
caminhos para o fluxo de água
entre as partículas do solo
tornam-se menores e mais
tortuosos, e o fluxo se torna mais
difícil.
A forma geral da curva para um solo
argiloso (ao lado) é representativa de
muitos solos, mas a forma de um
determinado solo pode ser
influenciada pelo tamanho das
partículas e pelo teor de matéria
orgânica.
Capacidade de Campo
Ponto de murcha
permanente para
muitas espécies
Raiz de Eudicotiledônea:
Pressão radicular:
Origem:
1. Absorção ativa de ânions;
2. Absorção dependente de
energia de cátions (balanço
elétrico);
3. Absorção passiva (por
osmose) de água (balanço
hídrico).
Fluxo em massa:
Lei de Poiseulli  TFV =


8
4
r
.
x
P


(m3
s-1
)
Dividindo-se a equação TFV por r2
(área da seção transversal do tubo),
temos a velocidade de fluxo (Jv):
Jv =

8
2
r
.
x
P


(ms-1
)
Gradiente de pressão (P) mínimo para ascensão da coluna de água no xilema:
Dividindo-se a TFV por πr2
(área da seção transversal do tubo),
obtêm-se a velocidade de fluxo (Jv):
[TFV =


8
4
.r
.
x
P


]  [ πr2
]  Jv =

8
2
r
.
x
P


Para um arbusto de 1 m, temos:
Jv = 4.10-3
m s-1
η = 10-3
Pa s
r = 40 µm
Jv =

8
2
r
.
x
P


 4.10-3
m s-1
=
s
Pa
m
.
10
.
8
)
10
.
40
(
3
2
6


.
x
P



x
P


= 2
9
1
10
.
6
,
1
.
000032
,
0
m
Pas
ms



x
P


= 20.000 Pa m-1

x
P


= 0,02 MPa/m
Para uma árvore de 100 m:
0,02 MPa x 100 m = 2 MPa
0,01 MPa x 100 m = 1 MPa *
__________
Total = 3 MPa
*Peso da coluna de água (pressão hidrostática)
equivalente a 0,01 MPA m-1
(adicionado para
árvores acima de 10 m de altura)
Viscosímetro Rotativo
Analógico - Q860A
Viscosímetro rotativo
analógico, amplamente
utilizado para medir
viscosidade de graxas, tintas,
rações, medicamentos, óleos,
cosméticos, plásticos,
alimentos, argilas, matérias
primas, colas, etc. Nessas
medições a termostatização
das amostras é essencial.
Faixa de medição de 1
mPa.s a 100.000 mPa.s
no modelo Q860A21 e de
10 mPa.s a 2.000.000
mPa.s no modelo
Q860A24;
• Velocidade ajustável
em 6; 12; 30; 60 rpm no
modelo Q860A21 e em
0,3; 0,6; 1,5; 3; 6; 12; 30;
60 rpm no modelo
Q860A24;
Teoria de Dixon e Joley (1895)
(Teoria tenso-coeso-transpiratória, teoria da tensão-coesão)
Modernamente essa teoria propõe:
- a água encontra-se no estado líquido dos capilares das raízes até os terminais
do xilema no mesófilo;
- as perfurações no xilema permitem evaporação da água (formação de bolhas
de vapor de água) mas impedem a penetração de ar externo (devido à
hidratação dos vasos do xilema);
- as colunas persistem no xilema por coesão (atração entre moléculas de água)
e por adesão (atração pelas paredes do tubo);
- a energia para o processo é a transpiração da água nas folhas (gradiente
absoluto de concentração de vapor d’água), não havendo gasto energético
para que o processo ocorra (processo passivo).
Quanto mais
agudo é a
angulação da
água, maior é a
pressão
hidrostática
Pressão Hidrostática
p = - 2T/r
No solo
Força de Sucção
da Copa
Quanto mais agudo é
a angulação da água,
maior é a pressão
hidrostática
Força de Sucção
da Copa
Pressão Hidrostática: p = - onde:
T = Tensão superficial da água (7,28x10-8
MPa . m)
p = - = p = -
Se raio de curvatura de 0,5 µm:
p = -  p = - 0,291 MPa  p = - 0,3 MPa
Se raio de curvatura de 0,05 µm:
p = -  p = - 2,91 MPa  p = - 3,0 MPa
Se raio de curvatura de 0,01 µm:
p = -  p = - 14,56 MPa  p = - 15,0 MPa
Pressão Hidrostática
p = - 2T/r
Pressão hidrostática (p):
 p = - 2 T / r
T = Tensão superficial
r = raio de curvatura ar/água
Ponto de Murcha
Permanente
costa
alagado
Plantas aquáticas água doce
New Jersey – 77 m
Dendrômetros
Medidores de fluxo de seiva
Tensiômetros
(Profundidade
Sol Pleno
Sombra
Difusão para gases (vapor de água):
Tc1/2 = 1
2
5
2
3
10
.
4
,
2
)
10
(



s
m
m
= 0,042 s
Quanto maior a temperatura maior a concentração de vapor
de água no ar (maior a saturação).
Abertura estomática em plantas C3, C4 e CAM=C3
O Receptor para a Luz Azul nas Células Guardas é a
Zeaxantina (uma xantofila)
Fechamento
estomático
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  • 5. Substância Calor Específico (cal/g.°C) Água 1,0 Álcool 0,58 Alumínio 0,22 Ar 0,24 Carbono 0,12 Chumbo 0,031 Cobre 0,094 Ferro 0,11 Gelo 0,5 Hélio 1,25 Hidrogênio 3,4 Latão 0,092 Madeira 0,42 Mercúrio 0,033 Nitrogênio 0,25 Ouro 0,032 Oxigênio 0,22 Prata 0,056 Rochas 0,21 Vidro 0,16 Zinco 0,093
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  • 12. Capilaridade: h = ) ( ) ( 10 . 49 , 1 2 5 m raio m  raio do capilar (µm) altura (cm) 1 149 100 1,49 1000 0,149 capilar típico (75 µm) 2
  • 13. Difusão: 1ª. Lei de Fick  Js = - Ds x Cs   Derivada a partir da 1ª. Lei de Fick: Tc1/2 = K D distância . ) ( 2 D = coef. de difusão K = constante
  • 14. Exemplo da difusão da sacarose em água: Distância intracelular (50 µm; D= 10-9 m2 s-1 ): Tc1/2 = 1 2 9 2 6 10 ) 10 . 50 (    s m m = 2,5 s Para uma distância de 1 m (altura de uma planta): Tc1/2 = 1 2 9 2 10 ) 1 (   s m m = 109 s  32 anos Difusão para gases (vapor de água): Tc1/2 = 1 2 5 2 3 10 . 4 , 2 ) 10 (    s m m = 0,042 s
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  • 18. 1 atm = 0,1 MPa
  • 19. Pressão hidrostática (p):  p = - 2 T / r T = Tensão superficial r = raio de curvatura ar/água
  • 20. Solo argiloso A condutividade mede a facilidade com que a água se move através do solo. A diminuição da condutividade quando o solo seca é devida primariamente à circulação de ar no solo que substitui a água. À medida que o ar move-se, os caminhos para o fluxo de água entre as partículas do solo tornam-se menores e mais tortuosos, e o fluxo se torna mais difícil. A forma geral da curva para um solo argiloso (ao lado) é representativa de muitos solos, mas a forma de um determinado solo pode ser influenciada pelo tamanho das partículas e pelo teor de matéria orgânica. Capacidade de Campo Ponto de murcha permanente para muitas espécies
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  • 29. Pressão radicular: Origem: 1. Absorção ativa de ânions; 2. Absorção dependente de energia de cátions (balanço elétrico); 3. Absorção passiva (por osmose) de água (balanço hídrico).
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  • 37. Fluxo em massa: Lei de Poiseulli  TFV =   8 4 r . x P   (m3 s-1 ) Dividindo-se a equação TFV por r2 (área da seção transversal do tubo), temos a velocidade de fluxo (Jv): Jv =  8 2 r . x P   (ms-1 )
  • 38. Gradiente de pressão (P) mínimo para ascensão da coluna de água no xilema: Dividindo-se a TFV por πr2 (área da seção transversal do tubo), obtêm-se a velocidade de fluxo (Jv): [TFV =   8 4 .r . x P   ]  [ πr2 ]  Jv =  8 2 r . x P   Para um arbusto de 1 m, temos: Jv = 4.10-3 m s-1 η = 10-3 Pa s r = 40 µm Jv =  8 2 r . x P    4.10-3 m s-1 = s Pa m . 10 . 8 ) 10 . 40 ( 3 2 6   . x P    x P   = 2 9 1 10 . 6 , 1 . 000032 , 0 m Pas ms    x P   = 20.000 Pa m-1  x P   = 0,02 MPa/m Para uma árvore de 100 m: 0,02 MPa x 100 m = 2 MPa 0,01 MPa x 100 m = 1 MPa * __________ Total = 3 MPa *Peso da coluna de água (pressão hidrostática) equivalente a 0,01 MPA m-1 (adicionado para árvores acima de 10 m de altura)
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  • 40. Viscosímetro Rotativo Analógico - Q860A Viscosímetro rotativo analógico, amplamente utilizado para medir viscosidade de graxas, tintas, rações, medicamentos, óleos, cosméticos, plásticos, alimentos, argilas, matérias primas, colas, etc. Nessas medições a termostatização das amostras é essencial. Faixa de medição de 1 mPa.s a 100.000 mPa.s no modelo Q860A21 e de 10 mPa.s a 2.000.000 mPa.s no modelo Q860A24; • Velocidade ajustável em 6; 12; 30; 60 rpm no modelo Q860A21 e em 0,3; 0,6; 1,5; 3; 6; 12; 30; 60 rpm no modelo Q860A24;
  • 41. Teoria de Dixon e Joley (1895) (Teoria tenso-coeso-transpiratória, teoria da tensão-coesão) Modernamente essa teoria propõe: - a água encontra-se no estado líquido dos capilares das raízes até os terminais do xilema no mesófilo; - as perfurações no xilema permitem evaporação da água (formação de bolhas de vapor de água) mas impedem a penetração de ar externo (devido à hidratação dos vasos do xilema); - as colunas persistem no xilema por coesão (atração entre moléculas de água) e por adesão (atração pelas paredes do tubo); - a energia para o processo é a transpiração da água nas folhas (gradiente absoluto de concentração de vapor d’água), não havendo gasto energético para que o processo ocorra (processo passivo).
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  • 45. Quanto mais agudo é a angulação da água, maior é a pressão hidrostática Pressão Hidrostática p = - 2T/r No solo Força de Sucção da Copa
  • 46. Quanto mais agudo é a angulação da água, maior é a pressão hidrostática Força de Sucção da Copa Pressão Hidrostática: p = - onde: T = Tensão superficial da água (7,28x10-8 MPa . m) p = - = p = - Se raio de curvatura de 0,5 µm: p = -  p = - 0,291 MPa  p = - 0,3 MPa Se raio de curvatura de 0,05 µm: p = -  p = - 2,91 MPa  p = - 3,0 MPa Se raio de curvatura de 0,01 µm: p = -  p = - 14,56 MPa  p = - 15,0 MPa
  • 48. Pressão hidrostática (p):  p = - 2 T / r T = Tensão superficial r = raio de curvatura ar/água Ponto de Murcha Permanente
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  • 52. costa alagado Plantas aquáticas água doce New Jersey – 77 m
  • 54. Medidores de fluxo de seiva
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  • 66. Difusão para gases (vapor de água): Tc1/2 = 1 2 5 2 3 10 . 4 , 2 ) 10 (    s m m = 0,042 s
  • 67. Quanto maior a temperatura maior a concentração de vapor de água no ar (maior a saturação).
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  • 73. Abertura estomática em plantas C3, C4 e CAM=C3 O Receptor para a Luz Azul nas Células Guardas é a Zeaxantina (uma xantofila)
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