研究环境因素对蒸腾速率的影响

目的

利用蒸腾计研究某一环境因素（如风、光照或湿度）对带叶枝条蒸腾速率的影响。

变量

• 操纵变量：所测试的环境因素，例如用风扇制造气流、用灯制造强光，或用塑料袋罩住枝条制造高湿度环境。
• 应变变量：枝条的吸水速率，以气泡在蒸腾计毛细管中单位时间内移动的距离来表示。
• 控制变量：整个测试过程中使用同一枝条和叶面积、气泡大小、其余环境因素保持不变，以及每次读数所用的时间间隔。

材料与仪器

• 蒸腾计，由毛细管、储水器和橡胶管组成
• 带叶枝条
• 水
• 凡士林，用于密封所有接口
• 秒表
• 直尺
• 电风扇
• 灯
• 大塑料袋
• 剪刀

步骤

1. 在水中剪取带叶枝条，防止空气进入木质部导管。
2. 趁枝条仍浸在水中时将其装入蒸腾计，用凡士林密封每个接口，使装置不漏气。
3. 让一个气泡进入毛细管。
4. 在正常室内条件下，测量固定时间内气泡移动的距离，作为基准速率。
5. 每次只引入一个环境因素，例如打开风扇、用强光灯照射枝条，或用塑料袋罩住枝条。
6. 在每种条件下，用相同的固定时间测量气泡移动的距离。
7. 每次测试之间恢复到基准条件，并在测试下一个因素前视需要重新注入气泡。

预期结果

以气泡单位时间内移动的距离表示的蒸腾速率，在引入风力、提高光照强度或温度时会增加。当枝条被罩在塑料袋中、周围湿度升高时，蒸腾速率则会降低。

结论

蒸腾速率受环境因素影响：风速、光照强度和温度升高会使其增加，湿度升高则使其降低。这些因素改变了叶片内部气室与周围空气之间水蒸气的扩散梯度，从而加快或减慢水蒸气经气孔扩散出去的速度。

试卷三风格问题

情境。一名学生用蒸腾计测量气泡在5分钟内于不同条件下移动的距离：正常室内条件下为20毫米，有风扇时为38毫米，强光灯下为34毫米，塑料袋内为9毫米。

问题1（假设）。就风对蒸腾速率的影响提出一个合适的假设。

参考答案。叶片周围流动的空气（风）会提高蒸腾速率，因此打开风扇时，气泡在固定时间内移动的距离更大。

问题2（变量）。说出应变变量，并解释为何以它作为蒸腾速率的量度。

参考答案。应变变量是气泡单位时间内移动的距离，它量度枝条的吸水速率。

由于吸收的水分大部分经气孔以水蒸气形式散失，因此吸水速率被用作蒸腾速率的间接量度。

问题3（列表与作图）。说明应如何记录和呈现结果。

参考答案。将每种条件与气泡移动的距离连同单位记录在表格中。

由于这些条件是彼此独立的类别，应以条形图呈现结果，横轴为条件，纵轴为移动距离（或速率），各条形宽度相等且之间留有间隙。

问题4（推论）。利用这些读数，比较风扇与塑料袋的影响并解释其差异。

参考答案。风扇使距离从20毫米增加到38毫米，而塑料袋使其减少到9毫米。

风扇带走叶片周围的水蒸气，维持陡峭的扩散梯度，因此水蒸气扩散得更快。塑料袋困住水蒸气、提高湿度，从而减小扩散梯度，使蒸腾作用减慢。

安全事项

• 用锋利的剪刀或刀片剪取带叶枝条，刀口朝外远离手指，并在稳固的台面上操作。
• 让电风扇和灯及其插头、电线远离水，以减少触电风险；使用开关前先擦干双手。
• 小心处理蒸腾计的玻璃毛细管，它细而易碎。
• 立即擦干溅出的水，以免地面和台面变滑。

常见错误

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题