Jak mróz maluje wzory na szybie?

Tomasz Rożek

Jest doktorem fizyki i dziennikarzem, kieruje działem naukowym w tygodniku „Gość Niedzielny”, prowadzi program "Sonda2" w TVP2 i swój kanał na YouTube: „Nauka. To lubię”.

Przyroda ma niesamowite zdolności tworzenia bardzo uporządkowanych struktur. Ale struktury nie mogą powstać same z siebie – potrzebują jakiejś niedoskonałości

Woda może zamarzać na wie le różnych sposobów. Gdy wstawimy ją w kubeczku do zamrażarki, cząsteczki H2O „zastygają” w kawałku lodu w nieładzie. Podobnie jest, gdy przechłodzona woda (ciekła, ale mająca temperaturę poniżej zera) styka się z zimną powierzchnią. Wtedy powstaje gołoledź lub szadź, a samochody pokrywa warstwa lodu. W tym lodzie cząsteczki wody, podobnie jak w kostce lodu lub kulce gradu, nie są uporządkowane. Ale woda może tworzyć także struktury krystaliczne. Jednym z warunków jest to, że cząsteczki H2O muszą się z sobą łączyć stopniowo. Wtedy kryształ może narastać, ale ten proces trzeba od czegoś zacząć. Dla płatka śniegu tym czymś może być np. pyłek unoszący się wysoko w powietrzu. Od niego zaczyna się tworzenie płatka – kryształu. To na nim cząsteczka po cząsteczce przyklejają się kolejne warstwy. W przypadku okien niedoskonałością jest np. zarysowanie szkła albo osadzony na szybie brud. Wokół niego zaczyna narastać kryształ. Jego podstawowa komórka zawsze jest sześciokątem – to wynika z budowy H2O. Dlaczego jednak na szybie widzimy „kwiaty” o różnych kształtach, niepodobne do śnieżynek? Podstawowa różnica dotyczy wielkości kryształów. Płatek śniegu nie może być dowolnie duży, bo gdy za bardzo urośnie, łamie się na kawałki. Szron rosnący na szybie ma o wiele więcej
miejsca, dlatego nieraz tworzy ogromne wzory. Mogą one nachodzić jeden na drugi i uzupełniać się. Każda najmniejsza nierówność staje się źródłem kolejnego kryształu. W efekcie powstają regularne, choć nieprzewidywalne struktury. Dziś widujemy ich znacznie mniej niż kiedyś, bo mamy szczelne okna. Wzory ze szronu powstawały na wewnętrznych powierzchniach bardzo zimnych szyb, stykających się z ciepłym
i wilgotnym powietrzem z wnętrza mieszkania. Współczesne okna o wiele lepiej chronią nas przed zimnem. Szyby w nich są podwójne albo nawet potrójne. Co zrobić, żeby pokryły je lodowe kwiaty? Można  rozszczelnić okno – w domu będzie co prawda zimno, ale za to zobaczymy na własne oczy, co potrafi „namalować” mróz.
 

  • Kategoria: Przyroda
  • Data:
  • Źródło:
  • c
Komentarze