Морозні візерунки на шибках - це, по суті, те ж саме, що і іній, що утворюється на землі і на гілках дерев. Механізм утворення інею і цих візерунків однаковий.
Якщо повітря охолоджується, то в ньому знижується вміст вологи. Морозні візерунки на склі і голки інею утворюються в тому випадку, якщо вологе повітря охолоджується до точки замерзання води, тобто до 0°С. При цій температурі відбувається конденсація надлишку вологи, що міститься у вологому повітрі, на холодних поверхнях. При цьому вода кристалізується, тобто перетворюється у дрібні кристалики льоду. Таким чином, вода, що міститься у вологому повітрі, при 0°С переходить із газоподібного стану в твердий (кристалічний), минаючи рідку фазу.
Чому ж кристалики льоду утворюють такі химерні форми? Виною тому нерівності і подряпини на поверхні скла. На них крижані кристали утворюються в першу чергу. Кристалики осідають один за одним, один на одного - і виходять дивовижні неповторні візерунки. Крім нерівностей скла, "малювання" візерунків беруть участь частинки пилу на поверхні скла і повітряні потоки.
Серед розмаїття морозних візерунків найбільш часто можна зустріти деревоподібні структури - їх називають дендритами і волокнисті форми - трихиты.
Дендрити утворюються, якщо вологість повітря підвищена, а охолодження скла почалося ще при позитивній температурі і тривало при подальшому зниженні температури. У цьому випадку на склі спочатку утворюється водяна плівка, яка при замерзанні кристалізуються у вигляді дендритів. Найчастіше цей процес починається в нижній частині скла, тому що там під впливом сили тяжкості накопичується більше води. Саме тому в нижній частині віконних стекол дендрити зазвичай більші, а чим вище, тим крижані "гілочки" тонше і дрібніше. Якщо ж скло зволожується при охолодженні рівномірно, тобто покривається більш-менш рівною плівкою води, то "гілки" дендритів приблизно однакові за величиною по всій поверхні скла.
Морозні візерунки - дендрити
Якщо на склі є подряпини, то на їх гострих краях утворюється другий вид візерунків - трихиты. Спочатку утворюються вузькі паралельні кристалічні смужки. При подальшому охолодженні "вимальовуються" волокна, що відходять від основного "стебла". Найчастіше і "стебло" і "волокна", що відходять від нього, не прямі, а злегка зігнуті.
Морозні візерунки - трихиты
Цікаво...
Чи можна зробити так, щоб морозні візерунки не з'являлися на шибках взимку? Можна!
Ми вже говорили про те, що неодмінною умовою освіти морозних візерунків є підвищений вміст вологи в повітрі і холодне скло. Якщо виключити будь-який з цих факторів, Дід Мороз не зможе прикрашати шибки своїми картинами.
Так, наприклад, можна зменшити вологість повітря біля поверхні скла, тоді конденсації води на ньому відбуватися не буде. Для цього можна поставити між шибками склянку з концентрованої сірчаної кислотою - відомо, що вона добре поглинає вологу з повітря.
Другий шлях - не допустити, щоб скло сильно охолоджується. Роблять це шляхом ретельної теплоізоляції зовнішнього віконного скла у місцях її зіткнення з рамою.
