Откуда и почему на оконных стеклах зимой появляются узоры?
Морозные узоры на оконных стеклах - это, по сути, то же самое, что и
иней, который образуется на земле и на ветвях деревьев. Механизм
образования инея и этих узоров одинаков.
Если воздух охлаждается, то в нем снижается содержание влаги.
Морозные узоры на стекле и иголки инея образуются в том случае, если
влажный воздух охлаждается до точки замерзания воды, то есть до 0°С. При
этой температуре происходит конденсация избытка влаги, содержащегося во
влажном воздухе, на холодных поверхностях. При этом вода
кристаллизуется, то есть превращается в мельчайшие кристаллики льда.
Таким образом, вода, содержащаяся во влажном воздухе, при 0°С переходит
из газообразного состояния в твердое (кристаллическое), минуя жидкую
фазу.
Почему же кристаллики льда образуют такие причудливые формы? Виной
тому неровности и царапинки на поверхности стекла. На них ледяные
кристаллики образуются в первую очередь. Кристаллики осаждаются один за
другим, друг на друга - и получаются удивительные неповторимые узоры.
Помимо неровностей стекла, в "рисовании" узоров участвуют частички пыли
на поверхности стекла и воздушные потоки.
Среди разнообразия морозных узоров наиболее часто можно встретить
древовидные структуры - их называют дендритами и волокнистые формы -
трихиты.
Дендриты образуются, если влажность воздуха повышена, а охлаждение
стекла началось еще при положительной температуре и продолжалось при
дальнейшем понижении температуры. В этом случае на стекле сначала
образуется водяная пленка, которая при замерзании кристаллизуются в виде
дендритов. Чаще всего этот процесс начинается в нижней части стекла,
потому что там под воздействием силы тяжести скапливается больше воды.
Именно поэтому в нижней части оконных стекол дендриты обычно более
крупные, а чем выше, тем ледяные "веточки" тоньше и мельче. Если же
стекло увлажняется при охлаждении равномерно, то есть покрывается
более-менее ровной пленкой воды, то "ветки" дендритов примерно одинаковы
по величине по всей поверхности стекла.