Морозный узор
Автор Геннадий Моисеев задал вопрос в разделе Естественные науки
Откуда берутся морозные узоры на окнах? и получил лучший ответ
Ответ от Пользователь удален[гуру]
Они так хорошо всем известны и так обычны, что на них почти не обращают внимания и, хотя часто они очень красивы, даже принимают меры, чтобы эти узоры не появлялись на окнах. Несравненно более изучены снежинки — о них писал еще великий Кеплер в начале XVII века. Изданы даже атласы снежинок, лучший из них — это поразительная коллекция снимков, сделанных за сорок лет метеорологом-любителем.
Но морозные узоры, появляющиеся в жилище человека, во многих отношениях интереснее снежинок. И хотя они весьма просты по химическому составу, узоры эти отличаются большим разнообразием, своеобразной структурой и часто напоминают формы организмов или их частей. Немцы называют такие узоры «айсблюмен» , то есть ледяные цветы. И в самом деле, среди них часты древовидные образования и волокнистые структуры. Наш выдающийся биолог К. А. Тимирязев указывал на сходство густо заросшего разнообразными растительными формами клочка земли с фантастическими ландшафтами, которые мороз рисует на окнах: «Во втором случае мы увидим те же травчатые узоры, напоминающие листья папоротника или пальмы, то же бесконечное разнообразие самых причудливых форм.. . Картины сходные, но как различен строй мыслей, вызываемых той и другой» . Сходство с растениями многих морозных узоров действительно удивительное. Один из рисунков квалифицированный ботаник принял за фотографию чертополоха, в других — очевидное сходство с деталью классического коринфского капителя, листьями пальмы, корневищем растения с отходящими от него листьями, подобием мхов и лишайников. Попадаются и узоры, состоящие из нитей, часто с параллельными отростками.
Сходство морозных узоров друг с другом подмечено и физиками и ботаниками, однако ни те, ни другие много над этим не размышляли. Объяснение тому на первый взгляд простое. Физики так завалены своей потрясающе трудной и вместе с тем плодотворной работой, что им некогда заниматься такими пустяками, как морозные узоры, а ботаников это не касается: ведь это же не растения, а только образования, случайно сходные с ними. «Ничья земля» , на которую никто не претендует.. .
Но можно указать и на гораздо более глубокие причины такого равнодушия ученых к красоте и правильности морозных узоров — надо лишь, как советовал наш знаменитый биолог К. Э. Бэр, добавить к наблюдениям размышления.
Перед нами — случай сходства совершенно различных образований. Чем вообще может объясняться сходство?
Первое основание для сходства — просто случай: облака принимают иногда фигуры людей, коней, одна скала в Крыму чрезвычайно сходна с бюстом Екатерины II в профиль и т. п. В старину любили гадать, выливая в холодную воду расплавленный воск или олово, и по образовавшимся фигурам судить о будущем.
Второе основание — история. Большое сходство в расположении костей и других частей организма современная сравнительная анатомия объясняет тем, что очень внешне несходные организмы, например, лошадь и летучая мышь, имели чрезвычайно сходных или даже тождественных предков.
Третье основание — приспособление: форма тела дельфина и акулы в общем сходна, так как она отвечает задаче обтекаемости, позволяющей достигнуть возможно большей скорости; даже современные подводные лодки не достигли скорости некоторых рыб.
Четвертое основание: влияние внешних условий, то, что можно назвать экологическим основанием. Это — чисто пассивное приспособление к окружающим условиям, подобно тому как жидкость, налитая в рюмку, принимает форму полости рюмки. По сравнению с сердцем, легкими, почками печень не имеет своей формы: она просто заполняет промежутки между остальными органами.
Пятое основание: миметизм, то есть сходство организма, например некоторых мух, жуков или бабочек, с другим организмом — пчелой, осой,— защищенным своей ядовитостью. Это тоже входит в экологическое сходство в широком смысле слова, но «среда» здесь является другим организмом. Шестое основание: химический состав.
Рисует Дед Мороз!
Это - кристаллизация водного пара, которые содержится в воздухе.
Дед мороз рисует: -)
Зимой на окнах появляются сложные узоры, кристаллики воды выстраиваются в различные линии. Значит из криссталиков воды=)
Ледяные узоры на окнах представляют собой редкое по красоте зрелище. Среди многих видов морозных узоров чаще других встречаются дендриты (древовидные образования) и трихиты (волокнистые формы) .
Характер кристаллизации воды на стекле во многом зависит от условий охлаждения. При охлаждении от 0 до – 6°C и небольшой исходной упругости водяного пара на поверхности оконного стекла отлагается однородный слой непрозрачного, рыхлого льда. Для начального образования тонкого слоя такого льда в качестве затравок кристаллизации известную роль могут играть дефекты структуры поверхности, царапины. Однако в ходе дальнейшего развития процесса эти влияния полностью перекрываются общей картиной осаждения льда по всей охлаждающейся поверхности.
Если охлаждение поверхности оконного стекла начинается при положительной температуре и более высокой относительной влажности и в процессе охлаждения проходится точка росы, то на охлаждающейся поверхности сначала отлагается пленка воды, которая уже при отрицательных температурах закристаллизовывается в виде дендритов. Чаще дендритная кристаллизация начинается с нижней части оконного стекла, где вследствие действия силы тяжести накапливается большее количество воды. Размеры дендритных кристаллов зависят от имеющегося для их образования материала. В нижней части окна, где пленка воды толще, дендриты обычно имеют большие размеры По мере перехода к верхней части окна размеры дендритов уменьшаются, В случае равномерной увлажненности стекла размеры дендритов примерно одинаковы. Дальнейшее охлаждение способствует отложению между дендритами, а затем и на дендритах тонких слоев пушистого льда. Быстрые и значительные по величине переохлаждения дают мелкомасштабную дендритную кристаллизацию. При недостатке влаги на стекле нарушается сплошной характер кристаллизации: дендриты растут островками, их формы менее резко выражены, а размеры уменьшены в сравнении с нормальными условиями.
Трихиты образуются у острых краев царапин на поверхности охлаждающегося твердого тела. При этом вначале кристаллы образуют узкие параллельные полоски инея, вырождающиеся при дальнейшем охлаждении в достаточно плотные ледяные волокна, исходящие от основного стебля. В большинстве случаев как основное волокно, так и прилегающие к нему тонкие полоски инея слегка изогнуты.
При осаждении льда вблизи охлаждающейся поверхности отмечаются колебания температуры величиной до 0,5°C, что указывает на существование в этой области ощутимой конвекции.
В метеорологии инеем называется отложение льда из влажного воздуха на достаточно охлажденную горизонтальную поверхность. Отложение рыхлого льда на стеклах окон имеет черты сходства с инеем несмотря на вертикальное расположение охлаждающей поверхности.
Известно, что крепкая серная кислота хорошо поглощает воду. Если между рамами окна поставить стаканчик с такой кислотой, основное количество водяного пара из пространства между стеклами поглотится ею, и отложения льда на окне при не очень сильных морозах происходить не будет. Тщательная теплоизоляция внешнего оконного стекла в местах его соприкосновения с рамой не допускает сильного охлаждения прилежащего изнутри к стеклу слоя воздуха, что также не благоприятствует осаждению льда на внутренней стороне стекла. С помощью этих мер затрудняется образование морозных узоров на окнах и обеспечивается необходимая прозрачность оконных стекол в зимнее время.