什么是水势，与浓度有何关系

什么是水势，与浓度有何关系

【水势】根据热力学原理，系统中物质的总能量可分为束缚能和自由能，束缚能是不能转化为用于做功的能量，而自由能是在温度恒定的条件下用于做功的能量。一种物质每摩尔的自由能就是该物质的化学势，衡量水分反应或转移能量的高低，用水势表示。水溶液的化学势与同温同压同一系统中的纯水的化学势之差除以水的偏摩尔体积所得的商，称为水势。纯水的自由能最大，水势也最高。溶液中的溶质颗粒降低了水的自由能，所以溶液中水的自由能要比纯水低。将纯水的水势定为零，溶液的水势就成为负值。溶液越浓，水势越低。在一个渗透系统中，水移动方向决定于半透膜两边溶液的水势高低。水势高的溶液的水，流向水势低的溶液。水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象，称为渗透作用。【渗透压】渗透压是衡量溶液中溶质浓度的一种方法，其计算公式为π=CRT，其中C为溶液中溶质的浓度，R是气体常数，T为热力学温度。由公式可以看出，溶液中渗透压的高低与溶液中溶质粒子的大小、电荷的多少及其化学性质无关，而取决于溶液中溶质粒子的浓度。在机体内引起渗透压的有效物质包括有机物和无机物。由于体内无机盐的浓度、解离程度都比有机物高得多，所以体液中无机盐提供的渗透压最大，而有机物提供的渗透压很小。【关系】水势反应水的多少（溶剂的多少），渗透压反应溶质的多少。所以水势越大，渗透压越小；水势越小，渗透压越大。
参考资料：人教版《分子与细胞》教学用书

水势和浓度呈负相关，也就是，纯水的水势是零，浓度越大，水势越低。
水势梯度
水总是从水势较高之处通向水势较低之处。白天土壤中的水被植物根收，通过维管束中的导管到达叶片，并经过气孔散失到空气中去（即进行蒸腾），就是由于白天大气中水势为很低的负值，处于大气与土壤之间的植物体内形成水势梯度。达到恒态时，各阶段的梯度与那一阶段的输送阻力成正比。一般最大的阻力是气孔阻力，而茎中木质部的输送阻力很小。因而最大的水势降发生在气孔内外。在土壤干旱时，水势下降，同时土壤中水的输送阻力升高，根中与土壤主体间的水势差加大，植株内水势下降加甚。至大约-1.5MPa时，发生萎蔫。

水势测定
植物体内水势的高低反映水分供求关系，即受水分胁迫的轻重。最常用的测定水势(ψW)的方法是：①压力室法，将待测的叶片或枝条倒置于压力室内，用橡皮或塑料塞夹紧叶柄或茎。当向压力室加压至与其水势相抵并略为超过时，水即自导管中流出，形成水珠；②细液流法（或称染料法）；③热电偶干湿球湿度计法或露点湿度计法，测定与被测材料平衡的空气中的水蒸气分压，以水蒸气饱和时水势为0而计算水势。
在水势的各组分中，ψs常用测定其相反量渗透压的方法测定，有：①质壁分离法，求得恰好引起质壁分离时所需的渗透质溶液的浓度；②冰点降低法，测定细胞质中渗透质的浓度。ψp可以：①从ψp=ψW-ψs公式求得；②用压力探针技术测定；③用压力室制作压力－容积曲线（p-V曲线）。此法可同时测得ψW，ψs，ψp等多种度量，但手续较繁。

水势和浓度呈负相关，也就是，纯水的水势是零，浓度越大，水势越低。

在等温等压下，体系（如细胞）中的水与纯水之间每偏摩尔体积的水的化学势差。用符号ψ（音PSi）或Ψw表示。水分的运动需要能量作功，所以水分的移动和平衡是一个属于“能学”的问题，长期以来误用力（如吸水力）的概念来描述。60年代以后，植物生理学中，关于水分进出细胞的问题，普遍采用水势的概念，水势概念是从热力学的基本规律中推导出来的，它由自由能、化学势引伸而来。水势是推动水分移动的强度因素。可通俗地理解为水移动的趋势。水总是由高水势处自发流向低水势处，直到两处水势相等为止。任何含水体系的水势，要受到能改变水自由能的诸因素（如溶质、压力等）的影响，使体系的水势有所增减。例如溶于水的溶质能降低体系的自由能，使水势降低。纯水的水势被规定：在标准状况下（在一个大气压下，与体系同温度时）为零。这里说的纯水是指不以任何方式（物理或化学）与其他物质结合的纯的自由水。它“无牵无挂”所含自由能最高，所以纯水的水势最高。当纯水中溶有任何物质时，由于溶质（分子或离子）与水分子相互作用，消耗了部分自由能，所以任何溶液的水势比纯水低。溶液的溶质越多，溶液的水势越低。
浓度越大水势越小

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