Watta - науката за снежинки
Рейтинг: 5/5
Облаци, съставени от водни капчици, водна пара и суспендирани онечиствания, такива като малки частици прах. Ако температурата на облака намалява, водните молекули кристализират, се организират около прахови частици в пчелна пита (шестоъгълна) решетъчна структура, известна като лед IH
(Вж. Фигура 1). Има четиринадесет известни форми на лед, но IH лед (съкращение за "Форма 1 - шестоъгълник") е стабилен при температура от -100 ° С до 0 ° С, и следователно ние го разглежда като кокиче. молекули вода подредени в шестоъгълна купчина от листове с напълно гладки страни, разположени един до друг под ъгъл от 120 °, се наричат "аспекти" (вж. Фигура 2).
Фигура 2 - молекулата е по-лесно да се държат за грапава повърхност, отколкото гладко, тъй като грапава повърхност дава повече пространство, което може да обедините различните молекули.
Поради факта, че молекулата е по-лесно да стъпи върху грапава повърхност, отколкото гладко, има лица. Така неравности са пълни, а след това се развива бавно гладка повърхност, която впоследствие се определи формата на кристала. По този начин, с първоначалната редакция на всички снежинки е перфектен шестоъгълна призма. Това е показано на фигура 3. След това, в процеса на растеж, все по-трудно да се поддържа формата си и в ъглите има клонове във формата на крака. Крайната форма на кристала винаги ще има 6 клона - по една на всеки ъгъл. В действителност, както е показано на фигура 4, в центъра на много снежинки все още може да се види, за да ги размножават шестоъгълна призма.
Фигура 3. Фигура 4. Фото шестоъгълна на дендритни сняг кристал сняг kristall.V център на шестоъгълника може да се види от къде е израснал.
Размер снежинки паднали на земята може да варира от почти перфектно шестоъгълна призма vrego само 0.2 mm (т.нар диамантен прах) за голям "дендритни" сняг кристали ширина от 5 мм. Кристалите, които са по-малки диамантен прах, твърде леки, за да падне на земята, така че те да останат във въздуха, докато по-големите кристали са много крехки и се разпадат при най-малкия полъх.
Но това, което прави sezhinku започне да се оформя? Това се случва, когато облакът започнат да се извършват две основни условия: пренасищане и хипотермия, а крайната форма на снежинките могат да покажат какви са били условията.
Свръхнасищане настъпва, когато въздух повече водна пара, отколкото при нормална влажност (което е 100%). е максималният размер на водна пара за всяка температура, която може да присъства във въздуха. Колкото по-висока е температурата, толкова повече водна пара може да присъства. Но ако се охлади въздуха при 100% относителна влажност, то stannet пренаситен, а това състояние е много нестабилна. В резултат на допълнителни двойки кристализират или във водни капчици или лед веднага.
Ако температурата на водата е под 0 ° С, това се нарича свръхохлаждане. Изненадващо, ако се охлажда чиста вода под неговата точка на замръзване, това не се замразява, и това е така, защото молекулите на течните капчици имат термична движение, което им пречи да кристализира. В действителност, температурата да спадне до -42 ° С преди замразяване. Капка обикновена вода лесно замръзва при 0 ° С се дължи на примеси, които осигуряват повърхност за prikrepleiya водни молекули, и това намалява ефекта на топлинна движение чрез повишаване на температурата на замръзване. Ако можеше да се наблюдава процеса под микроскоп, ще видите голям брой водни молекули, които се свързват под формата на малки ледени кристали. Ако кристала е по-малка от критичната размера то ще расте, но ако тя е твърде малка, молекулата ще падне. Същото се случва в облака и структурата и състава на снежинки може да каже учени за температурните условия в облака по време на образуването на снежинки.
Освен това, макар снежинките растат, лети в облаците, а това означава, че те са изложени на различни ефекти по различно време, в резултат на което тяхната форма промени. Фигура 5 показва как историята снежинки околната среда, записани в нейната структура и как тя може да бъде използвана, за да се събере информация за облака порода снежинка. Както Фигура 6 показва, разбирането на този процес означава, че учените могат да създават свои собствени изкуствени снежинки, получаването на информация за физиката на кристалния растеж и модели на образуване.
Вярно ли е, че няма две еднакви снежинки?
Всеки ученик знае, че фразата "не съществуват две еднакви снежинки", и това със сигурност е вярно за големи дендритни снежинки. Защо? Представете си, че Задайте подправки на рафта. Имате пет и пет подправки буркани за тях. Има пет начина да се постави на рафта първата банка са четири начина да се сложи на втория, три трети и така нататък. Общо има 120 начина да подредите пет кутии на рафта.
В снежинки повече от 100 различни характеристики, който дава 10 158 (което е едно с 158 нули) опции за снежинка. Това е около два пъти по-голям от атоми във Вселената, така че е много малко вероятно, че ще намерите две от един и същ! И тъй като растежът на снежинки, е резултат от влиянието на околната среда, дори и най-малкото спадане на температурата и влажността драстично ще се промени формата на снежинки. Ако по време на формирането на снежинка подложен на много различни влияния, то ще расте като луд (като по-голямата част на снежинки в природата). Идеално симетрични кристали се появяват, когато всеки един от снежинките, отглеждани в същите условия, така че да виждат същите снежинки по-лесно, когато те са много малко.
Но защо разследва снежинки?
Самата вода има много необичайни и нелогични свойства, някои от които са много добре запознати с. Например, че леда (камък) има по-ниска плътност от течността. Науката за облаци е един от най-важните в изследването на изменението на климата, и тези красиви микроскопични кристали ни помагат да разберем по-добре за околната среда.
Фигура 7. Създаване на снежинки