100m 나무 꼭대기까지 물이 중력에 반하여 올라가는 힘은 어디서 생기는가?

물의 증산작용

정답

응집력설은 나무 꼭대기의 잎에서 증산작용을 하여 물을 잃어버리면 연결된 물기둥이 물분자 간의 응집력과 위에서 물기둥을 잡아당기면서 만들어지는 도관 내의 장력에 의하여 자연현상으로 끌려 올라가며, 나무는 에너지를 사용하지 않고 물이 올라가게 된다.

설명

물분자는 전기음성도 차이로 서로 끌어당기는 힘(전자결합)이 있어 응집력이 매우 크다. 이러한 현상이 수목의 도관과 가도관에서도 생기며 직경이 작을수록 물분자 간의 응집력이 더 커진다.

 

낮에 잎의 기공을 열고 증산작용을 하면서 물을 잃어버리면 (가)도관은 뿌리에서부터 나무 꼭대기 잎까지 연속적으로 연결되어 있는 파이프를 통해 물이 위로 이동하게 된다. 물기둥이 위쪽으로 이동하는 동안 물기둥은 물분자 간의 강력한 응집력에 의하여 끊어지지 않고 연결된다. (늘어난 고무줄을 잡아당기듯 뿌리에 있는 물이 위쪽으로 끌려 올라감)

 

지구상에서 1기압 하에서 물기둥이 끊어지지 않고 올라갈 수 있는 한계는 가느다란 가도관을 가진 소나무류의 경우 120m라고 알려져 있으며, 이것이 나무의 키가 자랄 수 있는 한계에 해당한다. 

 

참고서적 : [문답으로 배우는 조경수 관리지식(이경준 저)]