Данил Лысов
5 марта 12:23.
3178

Как появляется узор на стекле в мороз?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
7
7 ответов
Поделиться
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

Не смог бы описать это лучше, чем оно уже описано у Арабаджи Всеволода Исидоровича. Загадки простой воды. М.: «Знание», 1973:

«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. Время шоппинга! Что самое дорогое и необычное продавали на eBay?Какие есть лайфхаки, чтобы выгодно совершать покупки в интернете?Что делать, если не пришла покупка из интернет-магазина?Задавайте вопросы экспертам

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.»

Дополнительно можно добавить, что в жидком состоянии молекулы воды удерживаются вместе поверхностным натяжением верхнего слоя на границе сред до момента кристаллизации. Это так же способствует образованию узоров в таком виде, они буквально стягиваются друг другом, образуя неравномерность толщины слоя льда по площади.

Вообщем-то, все правильно. 

Я бы только добавил, что микронеровности на стекле есть изначально, потому что, в отличие от оптоволокна и спецстекол, ваш домашний стеклопакет или стекла вашей машины делают без соблюдения кучу необязательных условий и выноса производство в сейсмически стабильный регион. 

Ну и расписал бы технологию. В эти микронеровности попадает влага, заполняет их и замерзает, кроме того взвесь микрочастиц осаженная на стекле, так же удерживает влагу, которая так же замерзает вокруг них. Потом между вот этим намёрзшими "точками" появляется своеобразный "мост", то есть снова, влага под влияние соседних неровностей накапливается и замерзает, и так далее. Потом все это сходится в такие вот "узоры", которые детям и впечатлительным кажутся рукотворными, но рукотворность подразумевает как раз таки то, чего там нет - частого использования достаточно прямых линий. Как и все в природе, узоры являются "округлыми" и фракталоподобными. 

В этом видят дыхание Деда Мороза, и мне даже интересно из-за чего: из-за того, что в "языческие времена" метель считали дыханием божеств или из-за того, что на рисунках похожими рисунками изображали метель, а Дед Мороз ее своеобразный спутник.

водяной пар конденсируется на холодном стекле. в первую очередь на микроскопических неровностях, вызванных осаждением пыли, протиранием и прочими механическим воздействиям.

Показать остальные 4 ответа
Ответить