La teoria coesione-tensione. Acqua a pressione negativa: un liquido teso come una corda

La teoria della coesione-tensione si basa sulla possibilità dell’acqua di resistere alla trazione: l’acqua evaporerebbe dalle foglie e, per ogni molecola che esce, un’altra sarebbe richiamata dal basso, con una catena di molecole ininterrotta dalle foglie alla radice della pianta, come fosse una fune.
Da notare che, per una sequoia alta oltre cento metri, stando a questa teoria la pressione negativa alla sommità dell’albero dovrebbe essere di oltre 10 atmosfere.
nota: l’acqua, a temperatura di 20 °C e a pressione inferiore a 23 mbar (millibar), è stabile solo come vapore: difficile pensare ad acqua liquida addirittura a pressioni negative (che poi, per un fluido, la pressione negativa non ha senso fisico, come meglio spiegato qui).

C’è abbondante letteratura riguardante esperimenti che dimostrano come sarebbe possibile mettere in trazione l’acqua (mediante dispositivi centrifughi o a ultrasuoni, qui trovi un po’ di bibliografia), che verrebbe a trovarsi in uno stato metastabile, cioè liquida anche in condizioni per le quali la condizione stabile sarebbe quella gassosa (chi non sa cos’è un diagramma di stato può dare un’occhiata qui).

Nota: per avere un’idea di cosa significhi metastabile, si immagini una moneta messa in equilibrio sul proprio spessore: lo stato non è stabile, perché basta una piccola scossa per far cadere la moneta fino alla posizione stabile -cioè con una delle due facce appoggiata al piano- ma nemmeno del tutto instabile, perché comunque la moneta può stare in equilibrio sul proprio spessore se non viene disturbata troppo: si tratta, appunto, di un equilibrio metastabile, che regge fino a quando un disturbo non supera una determinata soglia.

Sono descritti anche esperimenti affascinanti, fatti con scodelle di terracotta che, essendo porose, dovrebbero simulare l’evaporazione dalle foglie e che consentirebbero di far salire l’acqua oltre il limite della pressione negativa (una descrizione è in un libro del 1935).
(qui trovi un po’ di bibliografia)

In ogni caso, prima di scannarsi per stabilire chi abbia realizzato la migliore sonda per rilevare la pressione all’interno di un vaso xilematico, a me sembrerebbe più pratico verificare che la teoria fosse compatibile con i fenomeni più semplici e sono sotto gli occhi di tutti: ci sono tante domande che spettano risposta.

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