물포텐셜

물포텐셜
양기호	Ψw
차원	L -1 M T -2
SI단위	Pa
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물포텐셜(미즈포라고 시루)은 물의 표준 상태에 대한 단위 체적 근처의 potential energy-여, 침투압, 중력, 압력, 모세관 현상에 의한 마트릭크 효과에 의해서, 물이 이동하기 위한 구동력을 나타낸다.물포텐셜의 개념은, 식물, 동물이나 토양안의 물의 움직임을 이해해 계산하기 위해서 중요한 개념이다.물포텐셜은, 통상은 물의 단위 체적 근처의 potential energy-로서 정량화되어 SI단위계에 있어서의 단위는 Pa(파스칼)이다.

토양중의 물포텐셜이 작으면 토양에 물이 강한 힘으로 보관 유지되고 있기 때문에, 식물에 있어서는 그 토양으로부터 물을 흡수 하기 어려워 된다.그 때문에, 물포텐셜은 수분 스트레스를 나타내는 지침으로서 이용된다.

목차

물포텐셜의 성분

물포텐셜은 많은 요인에 의해서 정해지기 위해, 총포텐셜${\displaystyle \Psi }$ (을)를 몇개의 구성요소의 화로서

${\displaystyle \Psi =\Psi _{0}+\Psi _{\pi }+\Psi _{p}+\Psi _{s}+\Psi _{v}+\Psi _{m}}$ 

(와)과 나타내진다.여기서

• ${\displaystyle \Psi _{0}}$  ：기준 보정
• ${\displaystyle \Psi _{\pi }}$  ：침투 포텐셜
• ${\displaystyle \Psi _{p}}$  ：압력 포텐셜
• ${\displaystyle \Psi _{s}}$  ：중력 포텐셜
• ${\displaystyle \Psi _{v}}$  ：습도에 의한 포텐셜
• ${\displaystyle \Psi _{m}}$  ：마트릭크포텐샤르

이다.식물이나 토양과 같이 분야에 따라 약간 다른 구성요소의 나누는 방법이 된다.

압력 포텐셜

압력 포텐셜은 역학적인 압력에 의한 포텐셜이며, 식물세포로는 총포텐셜의 중요한 성분이 된다.세포내에 물이 들어가는 것으로, 압력 포텐셜이 상승한다.

통상, 식물세포의 물포텐셜은 정이다.원형질 분리로는, 압력 포텐셜은 거의 제로가 된다.부의 물포텐셜은 키베와 같이 물이 외부로부터 흡인되고 있는 상태로 생긴다.

침투 포텐셜(용질 포텐셜)

순수한 물의 물포텐셜은 제로이다고 정의되어 이 경우는 침투 포텐셜은 반드시 부 또는 제로이다.용질의 몰 농도와 침투 포텐셜의 사이의 관계는, 다음 판트홋후의 식에서 주어진다.

${\displaystyle \Psi _{\pi }=-MiRT}$ 

여기서, M는 용질의 몰 농도, i는 판트홋후 계수, R는 기체 정수, T는 절대온도이다.

침투 포텐셜은 많은 생물에게 있어서 중요한 의미를 가지고 있다.생물의 세포가 고농도의 용액에 노출되면, 세포는 외부의 부의 포텐셜에 의해서 물을 빼앗기기 쉽상이다.해수중의 생물이나, 염해의 환경하에서 자라는 식물로는, 이러한 현상이 일어난다.

마트릭크포텐샤르

물이 토양중의 점토나 모래의 입자와 같은 고체 입자와 접하고 있을 때는, 물과 고체의 사이의 분자간력이 중요해진다.수분자와 고체 입자의 사이, 그리고 수분자의 사이의 분자간력에 의해서, 표면장력이 생기기 위해, 토양 틈(간격)내에 메니스커스가 형성된다.이 물을 고체 입자로부터 갈라 놓기 위해서는, 메니스커스를 부수는 힘이 필요하다.마트릭크포텐샤르의 크기는, 메니스커스의 크기와 토양 입자 표면의 화확적인 성질에 의존한다.

많은 경우로, 토양중의 마트릭크포텐샤르는 상기의 물포텐셜의 다른 성분보다 절대치가 크다.마트릭크포텐샤르는, 고체 입자 가까이의 물의 에너지를 크게 감소시키고 있다.토양 입자 표면에 흡착하고 있는 물은 순수한 물보다 에너지 상태가 낮기 때문에, 마트릭크포텐샤르는 항상 부이다.마트릭크포텐샤르는 지하수면보다 위의 불포화 토양에게만 존재한다.

관련 항목

• 수분 보관 유지 곡선
• 틈(간격) 수압

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