Таяние снега химическое или физическое явление: Таяние снега – это явление из физики или химии? – Снег — Википедия

Снег — Википедия

Свежий снег на тонкой ветке

Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Относится к обложным осадкам, выпадающим на земную поверхность[1].

Симметрия снежинки.

Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм в диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются шестиконечные кристаллические формы. Из-за структуры молекул воды между лучами кристалла возможны углы лишь в 60° и 120°. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них — новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек-снежинок.

При высокой термике кристаллы неоднократно вертикально передвигаются в атмосфере, частично тая и кристаллизуясь заново. Из-за этого нарушается регулярность кристаллов и образуются смешанные формы. Кристаллизация всех шести лучей происходит в одно и то же время, в почти идентичных условиях, и поэтому особенности формы лучей снежинки получаются столь же идентичны.

Белый цвет снега возникает благодаря заключённому в снежинке воздуху. Свет всевозможных длин волн отражается на граничных поверхностях между кристаллами льда и воздухом и рассеивается, однако в зависимости от химического состава снег может приобретать различные цвета[2].

Снежинки состоят на 95 % из воздуха, что обуславливает их низкую плотность (100—400 кг/м³) и сравнительно медленную скорость падения (0,9 км/ч).

Самые крупные снежинки наблюдались 28 января 1887 года во время снегопада в Форт-Кьоу (англ.)русск., штат Монтана, США; одна из них имела размеры в 15×8 дюймов (около 38×20 см)[3][4][5]. В Братске в 1971 году зафиксированы снежинки размером 20×30 см[4]. Обычно же снежинки имеют около 5 мм в диаметре при массе около 0,004 г.

Разнообразие снежинок[править | править код]

Существует такое многообразие снежинок, что обычно считается, что не бывает двух одинаковых. Например, Кеннет Либбрехт — автор самой большой и разнообразной коллекции снежинок — говорит: «Все снежинки разные, и их размещение по группам (классификация) — это во многом вопрос личных предпочтений». Простые снежинки — например, призмы, образующиеся при низкой влажности — могут выглядеть одинаково, хотя на молекулярном уровне они отличаются. Сложные звёздчатые снежинки обладают уникальной, отличимой на глаз геометрической формой, и вариантов таких форм, по мнению физика Джона Нельсона из Университета Рицумэйкан (яп.) в Киото, больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной[6].

Уборка снега в Москве, 2018 г.

Снег является одним из непременных атрибутов зимы. Несмотря на то, что возможны низкие зимние температуры и при отсутствии снега, одно из основных условий климатической зимы — наличие устойчивого (постоянного) снежного покрова, который лежит в течение всей зимы непрерывно или с небольшими перерывами.

В экваториальном и субэкваториальном климатических поясах такое погодное явление, как снег, отсутствует вообще. В тропическом поясе снег крайне редко (раз в несколько десятилетий) может выпасть на границе с субтропическим поясом. В субтропиках на границе с умеренным поясом снег зимой — регулярное явление.

В России постоянный снежный покров устанавливается почти на всей территории страны, за исключением Краснодарского края и равнины северо-кавказских республик. Сроки его установки варьируют от года к году и от сроков наступления климатической зимы. В северо-восточных районах (Республика Коми, Красноярский край, Чукотка, Якутия), где климат наиболее суров, снег ложится уже в конце сентября и держится местами до начала июня.

В Оймяконе осадки могут выпадать в виде снега и образование временного снежного покрова возможно в любой месяц года; средняя дата образования постоянного снежного покрова в Оймяконе — 24 сентября, незадолго после дня осеннего равноденствия, но постоянный снежный покров в Оймяконе может образоваться и на месяц ранее, 24 августа. Тает снег в Оймяконе, в среднем, с 17 мая по 31 мая; средняя продолжительность лежания устойчивого снежного покрова в селе — 237 суток, но возможно и 282 суток. В Хатанге устойчивый плотный постоянный снежный покров отмечается не менее 256 суток в году, с 23 сентября по 5 июня. В Норильске снежный покров лежит, в среднем, 244 суток в году, но может лежать и 277 суток. На мысе Челюскин снежный покров присутствует чуть более одиннадцати с половиной месяцев в году. На некоторых арктических островах России он может присутствовать весь год, где средняя температура самого тёплого месяца в году в некоторых местах составляет −1,2 градуса. В июне на острове Визе высота снежного покрова может составить 50 сантиметров. В средней полосе России первый снег обычно выпадает в конце октября — начале ноября, постоянный снежный покров устанавливается во второй половине ноября, а сходит полностью в конце марта. В равнинной части южных областей европейской части России (особенно в Причерноморье) долговременный снежный покров (дольше 2—3 недель) устанавливается только в особо суровые зимы, да и то не везде. Самая ранняя дата установления временного и постоянного снежного покрова в Москве за 1946—2013 годы — 25 сентября (1976 год) и 24 октября (1993 год), соответственно. В 1993 году в Москве временный снежный покров образовался 29 сентября.

Снег характеризуется разнообразными параметрами: толщиной покрова, количеством в нём воды, рассыпчатостью и т. д. Кроме типичных, существуют особые снегопады, связанные с внетропическими циклонами, озёрами и горной местностью.

Внетропические циклоны, свойственные в Северном полушарии для Западной Европы, Канады и Гренландии, могут создать экстремальные условия, когда идут проливной дождь и обильный снег при ветре, превышающем 119 км/ч[7]. Полоса осаждения, которая связана с их тёплым фронтом, часто обширна и вызвана слабым восходящим движением воздуха над фронтальной границей; влага конденсируется, когда остывает, и создаёт осадки[8], формируя полосу слоисто-дождевых облаков[9]. В холодном секторе, по направлению к полюсу и к западу от центра циклона, малые или средние полосы выпадения снега обычно имеют ширину от 32 до 80 км[10]. Эти полосы связаны с областями фронтогенеза циклона, или зонами температурного контраста[11].

Часто приходящий с циклонами холодный воздух может приводить к эффектам полос выпадения снега над большими водоёмами: крупные озёра эффективно аккумулируют тепло, что приводит к значительной разнице температур (более 13 °C) между поверхностью воды и воздухом выше

[12]; из-за этой разности температур, тепло и влага перемещаются вверх, уплотняясь в вертикально ориентированных облаках, которые производят снег. Чем сильнее понижение температуры с высотой, тем гуще образующиеся облака и интенсивней снегопады[13].

В горных районах сильные снегопады идут, когда воздух вынужден подниматься в горы и, охлаждаясь, отдавать лишнюю атмосферную влагу, выпадающую в холодных условиях высокогорий на их наветренных склонах в виде снега. Из-за особенностей горного ландшафта прогнозирование сильных снегопадов остаётся здесь серьёзной проблемой[14].

Иней, который растёт на поверхности снега в связи с водяным паром, поднимающимся на холод в ясные ночи

Типы снега можно обозначить через форму хлопьев, скорость накопления и способы скопления его на земле. Виды снежных осадков, которые, из-за циклов таяния и замораживания, падают в виде шариков, а не хлопьев, известны как крупа[15][16].

После того как снег оказывается на земле, он может быть классифицирован как порошкообразный, когда он ещё пушистый, гранулированный, когда он прошёл цикл плавления и замораживания, и, в конце концов, — как превращённый в плотный лёд после уплотнения и дрейфа вниз в многократных циклах таяния и замораживания. Лыжники и сноубордисты разделяют выпавший снег на «целяк», «круд», «наст», «снежную кашу» и «лёд». Когда снег порошкообразный, то он под воздействием ветра может создавать снежные заносы вдали от места, первоначального выпадения

[17], формируя высокие сугробы или снежные ямы глубиной в несколько метров[18].

Снегозащитные заграждения созданы, чтобы управлять снегом, дрейфующим около дорог, повышая безопасность дорожного движения[19].

Снег, выпавший на горных склонах, может превратиться в снежную плиту, которая может скатиться по крутому склону в виде лавины. Замороженный эквивалент росы, известный как иней, образует формы снежного покрова на охлаждённых предметах, когда ветры слабые[20].

Интенсивность снегопада определяется по видимости. Когда видимость составляет более 1 км, снег считается лёгким. Как «умеренный снег» описывается снегопад, ограничивающий видимость расстоянием в 0,5—1 км. Сильным снегопад называют, когда видимость составляет менее 0,5 км

[21]. Устойчивый снег значительной интенсивности часто называют «метелью» (снежный шторм)[22].

Осадки в виде снега или мокрого снега, выпадающие из кучево-дождевых облаков (Cb), большой интенсивности, но мало продолжительные, описываются как «ливневый снег»[23].

Астроном Иоганн Кеплер в 1611 году издал научный трактат «О шестиугольных снежинках», в котором подверг чудеса природы рассмотрению со стороны жёсткой геометрии.

Миниатюра «О шестиугольных снежинках» — это раритет науки, документ теоретической кристаллографии и гордость её истории. «Изобилие глубочайших идей, широта подхода при рассмотрении причин образования снежинок, замечательные геометрические обобщения, смелость и остроумие высказанных гипотез поражают и сейчас» — авторитетное мнение историка кристаллографии И. И. Шафрановского.

В 1635 году формой снежинок заинтересовался французский философ, математик и естествоиспытатель Рене Декарт, написавший этюд, включённый им впоследствии в «Опыт о метеорах», или просто «Метеоры».

В 1885 году, после множества проб и ошибок, американский фермер Уилсон Бентли по прозвищу «Снежинка» получил первую удачную фотографию снежинки под микроскопом. Он занимался этим сорок шесть лет, сделав более 5000 уникальных снимков. На основе его работ было доказано, что не существует двух абсолютно одинаковых снежинок (что впоследствии существенно дополнило теорию кристалла).

В 1889 году в Санкт-Петербурге действительным членом Русского Географического Общества бароном Николаем Васильевичем Каульбарсом впервые были обнаружены снежинки довольно необычной формы.

Из заметки д. чл. барона Н. В. Каульбарса[24]:

Утром 28 февраля, совершая свою обычную прогулку в Юсуповом саду в С.-Петербурге, я был поражён необыкновенным наружным видом снежинок, падавших на моё пальто.

Снежинка необычной формы

Они состояли по большей части из небольших столбиков, в два миллиметра длины, фиг. 2, на обоих концах которых и в плоскости, перпендикулярной к их оси, прикреплены были диски, диаметром около 1 миллиметра. Такой оригинальной формы снежинок мне ранее не доводилось видеть, а потому, вооружившись лупою, я стал ближе рассматривать все подробности их строения, которое и старался выразить на

фиг. 1. Столбик а из белого непрозрачного льда казался мне цилиндрическим без внутренней пустоты. Все столбики были одинаковых размеров, около 2 миллиметров длины и около 14 миллиметра ширины. Быть может и даже вероятно, что столбики эти были шестигранные призмы; но на рисунке я не решился этого сделать, так как, при внимательном наблюдении в лупу нескольких десятков снежинок, столбики казались мне цилиндрическими.

То же самое скажу и о двух прозрачных ледяных дисках, прикреплённых к обоим концам столбика. Они также для глаза и в лупу казались совершенно правильными кружками б б, хотя основанием их формы, вероятно, был шестигранник, на что указывает число спиц, расположенных радиально внутри кружков и колебавшееся почти всегда между числами 6 или 12. Только в одном случае насчитал я таких спиц 24. Внутри кружка виднелось круглое основание столбика, образ которого представлял небольшую непрозрачную точку, окружённую весьма тонкой радиальной шрафировкой, упиравшейся как будто в край столбика. Число этих миниатюрных лучей невозможно было сосчитать, но, по-видимому, оно соответствовало числу спиц кружка. Эти последние мне казались трёхгранными, удлинёнными пирамидами

(фиг. 3) из совершенно прозрачного льду, упиравшимися основанием на край обреза столбика, а вершиной в край диска. Пространство между этими пирамидами было выполнено весьма нежными перистыми образованиями формы, изображённой на фиг. 4.

Особенно поразило меня в этих снежинках оригинальное образование на наружном крае дисков, украшенных рядом игл, вертикально стоявших на самом наружном крае диска. Число этих игл, которые казались мне также трёхгранными пирамидами, всегда строго соответствовало числу спиц диска, и притом на каждую спицу приходилось по 4 иглы с.

У разных авторов я нашёл рисунок этого весьма редкого вида снежинок, но везде только в самых общих чертах, без подробностей. Ни на одном, например, не показаны спицы внутри дисков и иглы, расположенные на их наружном крае.

Вместе с описываемыми снежинками падали и снежинки обыкновенной шестигранной формы, но в весьма ограниченном числе.

Погода была пасмурная, при слабом S. W. и −5° Реомюра.

В 1951 году Международная комиссия по снегу и льду приняла довольно простую и получившую широкое распространение классификацию твёрдых осадков. Согласно этой системе, существует семь основных видов кристаллов: пластинки, звёздчатые кристаллы, столбцы (или колонны), иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником и неправильные формы. К ним добавились ещё три вида обледеневших осадков: мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град.

В 2001 году свои исследования в области снега начал профессор физики, астроном Кеннет Либбрехт (Kenneth Libbrecht) из Калифорнийского технологического института. В лаборатории профессора Либбрехта снежинки выращиваются искусственно.

В настоящее время снег изучает раздел гляциологии — снеговедение.

Снег относительно высокой плотности используется в строительстве иглу.

Снег, особенно свежевыпавший, — неплохой теплоизолятор. У свежевыпавшего снега с плотностью 0,12… 0,20 г/см3 Коэффициент теплопроводности Ктп = 0,1—0,15 Вт/м·К (на уровне хороших утеплителей). Однако по мере слёживания до плотности 0,40… 0,56 г/см3 коэффициент теплопроводности вырастает до 0,5 и даже до 0,6—0,7 Вт/м·К[25]. Теплоёмкость снега при этом почти не изменяется (2090… 2100 Дж/кг·К)[25].

При сдавливании снег издаёт звук, напоминающий скрип (хруст). Этот звук возникает при ходьбе по снегу, надавливании на свежий снег полозьями саней, лыжами, при лепке снежков и т. п.

Скрип снега слышен при температуре ниже −2 °C[26] (по другим данным, ниже −5 °C[27]). Выше этой температуры скрип не слышен.

Считается, что есть три основных причины возникновения звуков:

Основной причиной скрипа (хруста) снега считается именно первая (ломание кристалликов).

В акустическом спектре скрипа снега есть два максимума: в диапазоне 250—400 Гц и 1000—1600 Гц. Характер издаваемых звуков зависит от температуры снега[28]. В начале XX века метеорологи даже предлагали оценивать температуру снега по характеру скрипа. Ломка ледяных сосулек и взламывание льда ледоколом дают похожее распределение частот (125—200 Гц и 1250—2000 Гц), однако в случае льда максимумы более чётко выражены и отделены друг от друга[29].

Усиление морозов делает кристаллики более твёрдыми, но более хрупкими. В результате этого возрастает высокочастотная составляющая (1000—1600 Гц) — скрип сухого, морозного снега. Если же мороз ослабевает, и температура становится выше −6 °C, то высокочастотный максимум сглаживается, а затем и почти полностью исчезает[30].

Подтаивание снега влияет и на характер трения снежинок друг о друга: смоченные (смазанные водой) кристаллики издают звук, отличный от звука трения сухих снежинок, а выше некоторой температуры снег вообще перестаёт скрипеть. Это связано с тем, что при определённой температуре снежинки при сдавливании не столько ломаются, сколько начинают подтаивать, энергия сдавливания расходуется не на слом кристалликов, а на таяние снежинок, выделяющаяся вода смачивает снежинки, и вместо сухого трения возникает «скольжение снежинок по смоченной поверхности».

На характер звука влияет также и форма снежинок.

Скрип, похожий на скрип снега, можно получить, если сжимать, например, смешанные соль и сахар. Это использовалось, в частности, при озвучивании фильма «Александр Невский»[31].

Таяние снегового покрова

В нормальных условиях снег тает при температурах воздуха выше 0 °C, однако в природе значительные объёмы снега испаряются и при отрицательных температурах, минуя жидкую фазу. Этот процесс легко наблюдать самостоятельно. Такой переход от твёрдого состояния к газообразному называется сублимацией или возгонкой. Особенно интенсивно происходит сублимация снега под воздействием солнечного света, однако существуют исследования, демонстрирующие интенсивное испарение снежных частиц в результате их взаимодействия при метелевом переносе снега[32]. В толще выпавшего снега процессы возгонки и обратной кристаллизации идут одновременно, что приводит постепенному огрублению формы снежинок (потере ими характерной структуры, начиная с самых тонких деталей) и постепенному спеканию их во всё более монолитный слой. Внешне это выглядит как «оседание снега». Если этому процессу не препятствует сезонное таяние (в горах, например), то в конце концов в результате может образоваться сплошной лёд. Так образуются ледники.

На Марсе выпадает как привычный нам снег, так и снег из твёрдой углекислоты (помимо постоянных полярных шапок из обычного льда, на Марсе регулярно образуются сезонные шапки из углекислотного, более известного как «сухой» лёд).

На Титане, спутнике Сатурна, метан, обычно выпадающий в виде дождя, в холодных областях выпадает в виде снега (подобно тому, как это на Земле происходит с водой).

Тритон, спутник Нептуна, большей частью покрыт слоем снега, что делает его довольно ярким (он отражает около 85 % света). Снег Тритона состоит из замёрзших азота, воды, углекислого газа, небольших примесей угарного газа, метана и этана. Он имеет розовый оттенок, который ему придают более сложные соединения, образующиеся из метана и азота под действием ультрафиолетового излучения и космических лучей. Толщина слоя снега и льда вблизи полюсов Тритона, вероятно, достигает сотен метров[33].

«В области, лежащей ещё дальше к северу от земли скифов, — говорит Геродот, — как передают, нельзя ничего видеть, и туда невозможно проникнуть из-за летающих перьев. И действительно, земля и воздух там полны перьев, а это-то и мешает зрению».

В южнославянском фольклоре широко известна легенда о снеге, который белизной и рыхлостью напоминал смолотое зерно, в нём видели падающую с неба муку (Афанасьев 1994/1: 290). Этот мотив отразился в легендах «Когда Господь ходил по земле» и «Грешная женщина», а также в поверье, записанном в области Велеса в Македонии «Почему не падает с неба мука». В них рассказывается о том, что мука перестала падать с неба как снег, потому что одна женщина вытерла нечистоты ребёнка куском теста (Георгиева 1990: 34, 116).

Существует городская легенда о том, что количество слов для обозначения различных видов снега чрезвычайно велико у эскимосов. В эвенкийском языке существует 30 слов для обозначения снега[34]; в частности, русско—эвенкийский словарь выделяет отдельными терминами «первый пушистый снег», «первый мокрый снег», «зернистый снег на поверхности наста» и другие[35].

«Страна Снегов» — поэтическое самоназвание Тибета.

С 2012 года по инициативе Международной федерации лыжного спорта (FIS) в предпоследнее воскресенье января отмечается «Всемирный день снега».

  1. ↑ Бровкин В. В. Атмосферные явления — классификация и описание
  2. ↑ Выпавший в Омской области оранжевый снег оказался не радиоактивен (неопр.). Лента.Ру (2 февраля 2007). Дата обращения 15 марта 2017.
  3. ↑ Monthly Weather Review, 1915, 73.
  4. 1 2 Keith C. Heidorn, PhD. Giant Snow Flakes. — Weather Journal, November 15, 2000.
  5. William J. Broad. Giant Snowflakes as Big as Frisbees? Could Be, New York Times (20 марта 2007). Дата обращения 31 мая 2016.
  6. ↑ Белая магия > Физика > «Всякая всячина» — Библиотечка разных статей (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 17 января 2009. Архивировано 7 декабря 2008 года.
  7. Joan Von Ahn; Joe Sienkiewicz; Greggory McFadden. Hurricane Force Extratropical Cyclones Observed Using QuikSCAT Near Real Time Winds (англ.) // Mariners Weather Log (англ.)русск. : magazine. — Voluntary Observing Ship Program, 2005. — April (vol. 49, no. 1).
  8. Owen Hertzman. Three-Dimensional Kinematics of Rainbands in Midlatitude Cyclones Abstract (англ.) : journal. — University of Washington, 1988. — Vol. PhD thesis. — Bibcode: 1988PhDT.......110H.
  9. Yuh-Lang Lin. Mesoscale Dynamics (неопр.). — Cambridge University Press, 2007. — С. 405. — ISBN 978-0-521-80875-0.
  10. K. Heidbreder. Mesoscale snow banding, TheWeatherPrediction.com (16 октября 2007). Дата обращения 7 июля 2009.
  11. David R. Novak, Lance F. Bosart, Daniel Keyser, and Jeff S. Waldstreicher. A climatological and composite study of cold season banded precipitation in the Northeast United States (англ.) (2002).
  12. B. Geerts. Lake Effect Snow (англ.), University of Wyoming (1998).
  13. Greg Byrd. Lake Effect Snow (англ.) (недоступная ссылка). University Corporation for Atmospheric Research (3 June 1998). Дата обращения 1 июля 2012. Архивировано 31 марта 2012 года.
  14. Karl W. Birkeland and Cary J. Mock. Atmospheric Circulation Patterns Associated With Heavy Snowfall Events, Bridger Bowl, Montana, USA (англ.) // Mountain Research and Development : journal. — 1996. — Vol. 16, no. 3. — P. 281—286. — DOI:10.2307/3673951.
  15. Glossary of Meteorology. Ice pellets (англ.) (недоступная ссылка). American Meteorological Society (2009). Дата обращения 1 июля 2012. Архивировано 22 сентября 2008 года.
  16. Glossary of Meteorology. Snow pellets (англ.) (недоступная ссылка). American Meteorological Society (2009). Дата обращения 1 июля 2012. Архивировано 12 июля 2012 года.
  17. Joy Haden. CoCoRaHS in the Cold – Measuring in Snowy Weather (англ.). Colorado Climate Center (8 February 2005). Архивировано 5 августа 2012 года.
  18. Caroline Gammel. Snow Britain: Snow drifts and blizzards of the past (англ.). Telegraph Media Group (2 February 2009). Архивировано 5 августа 2012 года.
  19. ScienceDaily. 'SnowMan' Software Helps Keep Snow Drifts Off The Road (англ.) : journal. — 2009. — 6 February.
  20. David McClung and Peter Schaerer. The Avalanche Handbook (неопр.). — The Mountaineers Books, 2006. — С. 49—51. — ISBN 978-0-89886-809-8.
  21. Glossary of Meteorology. Snow (неопр.) (недоступная ссылка). American Meteorological Society (2009). Дата обращения 28 июня 2009. Архивировано 20 февраля 2009 года.
  22. ↑ Winter Storms...the Deceptive Killers (англ.). National Oceanic and Atmospheric Administration. United States Department of Commerce (November 1991). Архивировано 5 августа 2012 года.
  23. ↑ Метеословарь > Ливневые осадки (рус.). Гидрометцентр России (2017). Архивировано 1 ноября 2017 года.
  24. ↑ Каульбарс Н. В. Снег необычной формы. — Известия Императорского русского Географического общества. Том XXV. — СПб., 1889. — С. 108—109.
  25. 1 2 Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоёмкость (рус.). ThermalInfo.ru (2017).
  26. ↑ ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ, ВОДЯНОГО ПАРА, ЛЬДА, СНЕГА (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 12 января 2009. Архивировано 24 августа 2011 года.
  27. ↑ Страница 2 (недоступная ссылка)
  28. ↑ Архивированная копия (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 12 января 2009. Архивировано 6 января 2012 года.
  29. ↑ Загадки простой воды. Книги. Наука и техника
  30. ↑ http://www.aliki.ru/library/n-t/tp/mr/sn.htm (недоступная ссылка)
  31. ↑ Простые опыты. Снег скрипит:: Класс!ная физика
  32. Дюнин А. К. В царстве снега. — Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1983.
  33. McFadden Lucy-Ann, Weissman Paul, Johnson Torrence. Encyclopedia of the Solar System (неопр.). — 2. — Academic Press, 2006. — С. 483—502. — ISBN 0-12-088589-1.
  34. ↑ Чиринда — край эвенкийского края
  35. ↑ русско-эвенкийский
⚙️

что это такое, как образуется, виды, как тает

Снег – хрупкие кристаллики воды. Вес одной снежинки не превышает 1-3 мг. Несмотря на малый размер, снежные осадки легко накрывают огромные территории толстым мягким слоем. Вес этого снежного покрытия способен оказать влияние на скорость вращения Земли.

Описание явления

Снег относится к одному из видов атмосферных осадков, состоит из крошечных ледяных кристаллов, появляется внутри облака и выпадает на земную поверхность из слоисто-дождевых облаков в холодное время года. Он состоит из отдельных снежинок в форме шестиугольников.

Снежинка

Как образуется

Снег падает с неба в виде замёрзшего дождя чаще всего в зимний период года.

Образование снега происходит при температуре не выше 0 ºС. Крошечные капельки воды, образующие дождевое облако, замерзают. Такова основная причина образования данного вида осадков. Молекулы воды принимают шестиугольную форму, а ледяной кристаллик по мере роста становится шестигранником. При 15 градусах по Цельсию кристаллик льда превращается в тонкую пластину. При 8 градусах образуются полые колонны. При 2,5 градусах получается то, что в представлении каждого является классической снежинкой.

Также снег формируется путём испарения. Наблюдать это явление можно на примере высыхания мокрой ткани на морозе. Сначала ткань замерзает и быстро становится твёрдой – вода в ткани превратилась в лёд. Потом лёд начинает испаряться – крошечные льдинки отрываются от ткани и поднимаются к атмосфере. Процесс испарения занимает несколько дней. Когда лёд полностью испарится и улетит в виде снежинок, ткань становится мягкой.

Классификация

Снег – это не просто замёрзшая вода, а осадки в виде кристаллов льда. Из-за особого строения молекул воды кристаллы при замерзании приобретают форму гексагональной призмы. Падая, сформированные кристаллы образуют следующие виды явления:

Снег

Иногда хлопья могут достигать 30 см. Одним из первых людей, которых заинтересовало происхождение снега, был Уинсон Бентли. Начиная с 1880 года он фотографировал снежинки через микроскоп. Он сделал больше 5,5 тысяч фотографий. К его удивлению все снежинки были разные и нельзя было найти хотя бы пару идентичных.

Помимо формы снег можно классифицировать по разным критериям. По механизму выпадения он бывает следующих типов:

  1. Обложной снег. Выпадает из однородной облачности на большой территории. Облачность в это время достигает обычно 10 баллов. Имеет монотонный и длительный характер, не прерываясь по нескольку часов. Выпадает в виде твёрдых крошечных кристаллов. Видимость значительно падает. Настоящая зима характеризуется именно обложным снегом.
  2. Ливневый снег противопоставляется обложному и представляет собой интенсивное выпадение снежных масс. Характеризуется неожиданным началом и концом. Выпадает из кучево-дождевых облаков, если атмосфера неустойчива.Ливневый снег
  3. Морось – крошечные снежинки, создающие в воздухе дымку. Морось может продолжаться несколько дней.

Если классифицировать снег по критерию цвета, то помимо белого встречается розовый снег (также его называют кровавый или арбузный). Наблюдать такое уникальное явление с запахом арбуза можно в Гренландии и Сьерра Неваде, а также в Альпах, Арктике, на Кавказе и Северном Урале. Арбузный снег можно увидеть только весной и летом, когда солнце чуть пригревает толстый снежный покров. Чем больше снег подмокает, тем ярче его окраска, которая становится похожа больше на кровь, проступающую изнутри.

Розовый снег

Феномен кровавого снега впервые встречается в работах Аристотеля. А в 1818 году один английский капитан привёз этот снег из Гренландии к себе на родину. Большинство учёных не смогли определить причину необычного цвета осадков, и только предположение шотландского ботаника Роберта Брауна оказалось верным. Браун полагал, что некие водоросли вызывают покраснение снега. Как бы невероятно не звучало его предположение, оно оказалось верным. Спустя сто лет учёные с помощью микроскопа определили, что розовый цвет вызван жизнедеятельностью крошечных одноклеточных водорослей хламидомонады (Chlamydomonas nivalis). Несмотря на низкую температуру эти водоросли интенсивно размножаются. При контакте с кислородом водоросли источают приятный аромат арбуза. Некоторые утверждают, что и вкус такого снега похож на арбуз.

Выпадение снега из облаков – это снегопад. Такое явление природы отличается интенсивностью и продолжительностью и скоростью падения снежных хлопьев.

Снегопад

По интенсивности различают следующие виды снегопадов:

  • слабый – менее 10 хлопьев на 1 м3 воздуха;
  • средний – 10-100 хлопьев на 1 м3 воздуха;
  • сильный (густой) – от ста до нескольких тысяч снежных хлопьев.

Длительность, интенсивность и скорость снегопада определяют количество выпадающего снега. Если ветра нет, снегопад считается спокойным. Снегопад в ветреную погоду носит название «верховая метель».

Несмотря на то, что снегопады обычно прогнозируются, а жителей районов возможного бедствия предупреждают, чрезвычайная ситуация зачастую неминуема.

Длительность снегопадов может составлять несколько дней. Жизнь замирает даже в самых больших городах. На дорогах и в населённых пунктах образуются заносы, прекращается энергоснабжение. Снегопады могут приводить к жертвам.

Скопление снега в горах приводит к формированию лавин. Движущаяся лавина захватывает камни, сносит всё на своём пути.

Лавина

Последствия снегопада – это человеческие жертвы и разрушения коммуникаций. На Кавказе и в Швейцарии были случаи, когда при сходе лавин полностью разрушались вековые селения. Объём лавины может составлять два миллиона кубометров, а скорость – 100 метров в секунду. Ударная воздушная волна при сходе лавины способна сбросить железнодорожный вагон и снести здание.

Знание путей прохождения и мест остановки потенциальной снежной лавины поможет защитить свою жизнь. Чтобы избежать катастрофических последствий на карте и на местности необходимо обозначить границу территории с опасностью схода лавины.

Таяние снега

Одним из свойств снега является его таяние при температуре выше 0 оС. Обычно это происходит с наступлением весны. Под воздействием солнечных лучей снег может таять и при отрицательных температурах. В этом случае происходит испарение ледяных кристаллов без превращения в воду.

Если на улице грязно, таяние снега происходит быстрее. Поэтому в лесу данный вид осадков сохраняется дольше, чем на улицах города. Под воздействием соли снег тает быстрее – его кристаллы разрушаются, а затем превращаются в воду.

Таяние снега

При таянии меняется и плотность снега – он становится плотнее. Когда его плотность достигает 0,99 т на куб. метр, он превращается в воду.

Роль снега невозможно переоценить. Укрывая землю, снежный покров держит тепло и позволяет растениям и мелким зверькам пережить зиму. Без снега не выживут озимые зерновые, не вырастет урожай. За его счёт растения при пробуждении получают необходимую влагу.

Природа всегда разумна – зимний снег весной превращается в воду, давая жизнь флоре и фауне. Жизнь на Земле существует за счёт превращений, которые происходят с водой в течение года.

Снег как физическое явление

Снежинки

Снежинки имеют самые разнообразные очертания

Присутствующий всегда в атмосфере водяной пар постепенно поднимается и образует облака. В верхних слоях атмосферы очень холодно. Крохотные капли воды, находящиеся в облаках, притягиваются к частичкам пыли и замерзают. Образованные кристаллы льда сначала обладают крайне небольшими размерами — не более 1/10 мм в диаметре, причем имеют форму правильного шестиугольника.

На вершины этих кристалликов внутри облака впоследствии осаждаются новые кристаллы, причем это происходит непрерывно. Возникают более крупные и тяжелые образования — снежинки. Когда снежинка становится тяжелее, чем воздух, она падает на землю и в холодный период года не успевает растаять при полете. Именно поэтому идет снег.

Снежинки всегда имеют виды звезд с шестью лучами. Их формы бесконечно разнообразны. Невозможно найти две одинаковые снежинки. Однако углы между соседними их лучами всегда составляют 60°, что объясняется строением молекулы воды: кристалл льда имеет форму правильного шестиугольника. Самые распространенные формы кристаллов — пластинки, звездочки, иглы и столбцы с наконечником.

ЛЮБОПЫТНЫЕ ФАКТЫ

Самая большая снежинка была найдена в далеком 1887 г. в США в одном из городов штата Монтана. Ее диаметр составлял примерно 38 см, а вес — несколько граммов. Однажды в Швейцарии выпал черный снег, а в США — зеленый. На Южном полюсе Земли — в Антарктиде — встречается снег розового и фиолетового оттенков. Такой цвет снегу придают обитающие в нем микроорганизмы.

ЕСТЬ ЛИ СНЕГ НА ДРУГИХ НЕБЕСНЫХ ОБЪЕКТАХ?

Снег на Марсе существует (обычный и из сухого льда, то есть замерзшего углекислого газа). На спутнике Сатурна Титане снежный покров состоит из превратившегося в лед газа метана, а на спутнике Нептуна Тритоне снег представляет собой смесь нескольких замерзших газов. Космический зонд New Horizons в 2015 г. обнаружил на Плутоне участки с водяным льдом.

Поделиться ссылкой

Плавление льда с точки зрения природы и его роль

Удивительное явление природы – смена физического состояния вещества при неизменности химического состава. Осенью застывают водоемы, покрываясь коркой льда. Каждую весну под воздействием жаркого солнца мы наблюдаем таяние льда. Важно, чтобы вода в твердом своем состоянии получила необходимое количество теплоты, изменилась, выражаясь языком физиков, внутренняя энергия тела. Она заставляет молекулы двигаться интенсивнее. Благодаря этому состояние вещества изменяется, твердое становится текучим. Такая трансформация свойственна многим веществам: металлам, органическим пластикам, парафину, маслу. Каждому веществу нужна своя порция тепла.

Плавление льда

Опыты, как тающий лед превращается в воду, делали все: кубики в бокале уменьшаются в размере, делая жидкость прохладнее. Морфологическое превращение льда неизменно сопровождается поглощением тепла. Формула воды H2O при этом остается неизменной. Что же тогда меняется? Движение молекул. Они начинают хаотично перемещаться. Таяние льда – процесс, при котором упорядоченная структура разрушается, кристаллы трансформируются сначала в кашицу, затем – в жидкое состояние. Такое изменение требует энергии, она передается из внешней среды молекулам. Изменяется их внутренняя энергия, она не дает им устоять в углах кристаллической решетки. Давайте разбираться с температурой. Повышается ли она во время таяния? Лед до полного превращения в воду своей температуры не изменяет. Это легко проверить с помощью градусника. При температуре ноль градусов лед становится водой, это температура плавления. Разрабатывая температурную шкалу, за ноль приняли температуру трансформации льда и кристаллизации Н2О, как самого встречающегося вещества в окружающей среде.

Параметр, при котором текучее вещество трансформируется в твердое состояние, называется температурой кристаллизации. Она совпадает с параметром, когда лед становится водой, это температура плавления. Для Н2О она равна нулю. Казалось бы, возникает парадокс: внутренняя энергия молекул под воздействием внешнего тепла возрастает, а температура в процессе изменения агрегатного состояния неизменна. Но не будем забывать, что кристаллическая решетка разрушается, связи между молекулами рвутся, изменяется полярная ориентация атомов. Кислород смещается к одному полюсу, водород – к другому. Благодаря этому физико-химическому свойству, вода приобретает текучесть, становится вязкой.

Удельная теплота плавления

Сколько нужно нагревать килограмм льда, чтобы он стал водой? Сколько тепла вбирает тающий лед? Эта величина устанавливается экспериментальным путем, в физике она называется удельной теплотой плавления льда. Аналогичным путем устанавливаются удельные теплоты других веществ. Их единица измерения внесена в международную систему СИ (интернациональную систему измерения). Это отношение единицы тепла (Джоуль) к единице веса (килограмму). Обозначают параметр буквенным символом – греческой буквой λ (лямбда). Значение удельной теплоты плавления λ = 3337Дж/кг или 3,4 кДж/кг.

Несложно понять, как она высчитывается:

  • взвешивается кусок льда;
  • определяется общий объем теплоты, потраченной на его трансформацию (для этого используют калориметр).

Физическим равенством это записывается следующим образом: λ = Q/m, где

m– масса куска твердого вещества, измеряется в кг.

Зная это равенство, можно решать задачи: λ всегда неизменна, это константа. Зная один из двух оставшихся параметров, легко найти третий:

m = Q/ λ;

Q = λm.

Есть еще одно понятие, связанно с процессом плавления – теплоемкость. Она у всех веществ различная, характеризует объем тепла, необходимого для перевода единицы массы вещества в другое агрегатное состояние путем нагрева или охлаждения.

Роль теплоты плавления льда и кристаллизации воды в природе

Экспериментальным путем процесс растворения льда и кристаллизации изучил естествоиспытатель, физик, химик из Шотландии Джозеф Блек, живший в далеком XVIII веке. Он впервые ввел физическое понятие теплоты плавления. В своей работе он установил важность неизменности температуры таяния льдов. Заметил, что был бы неизбежен коллапс, если бы атомы не поглощали в большом объеме тепло воздуха, прогретого солнцем. Тающий лед стал бы весной причиной опасных наводнений. Он растворялся бы с катастрофической скоростью. Поглощение тепла при разрушении ледяного покрова и снега замедляет процесс. Доказательством выделения тепла при кристаллизации воды служат обязательное потепление воздуха после обильного или продолжительного снегопада. В окружающем нас мире все взаимосвязано, продумано до мельчайших деталей.

таяние льда - это... Что такое таяние льда?

  • таяние льда — tirpimas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Kietos medžiagos virtimas skysta dėl aplinkos (pvz., šilumos) poveikio (pvz., ledo tirpimas). atitikmenys: angl. melting; thaw; thaw of ice or snow; thawing; thawing of ice or snow… …   Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

  • таяние — tirpimas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Kietos medžiagos virtimas skysta dėl aplinkos (pvz., šilumos) poveikio (pvz., ledo tirpimas). atitikmenys: angl. melting; thaw; thaw of ice or snow; thawing; thawing of ice or snow… …   Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

  • таяние снега — tirpimas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Kietos medžiagos virtimas skysta dėl aplinkos (pvz., šilumos) poveikio (pvz., ledo tirpimas). atitikmenys: angl. melting; thaw; thaw of ice or snow; thawing; thawing of ice or snow… …   Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

  • таяние — ▲ плавление ↑ снег, и, лед таяние плавление кристаллов льда в теплую погоду. снеготаяние. таять. талый. стаять. проталина. протаять. капель. сосулька. полый (полые воды) …   Идеографический словарь русского языка

  • Лед — (физ.) твердое тело, образующееся из воды при понижении ее температуры до нуля и ниже. Переход воды в Л. есть физическое явление и совершается без изменения химического ее состава, но газы, растворенные в воде, при замерзании выделяются; соли… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Россия. Физическая география: Климат — Р. занимает такое большое пространство не только с З. на В., но и с С. на Ю., что климат разных ее частей, конечно, очень различен; но несправедливо довольно распространенное мнение, что в Р. встречаются все климаты от полярного до тропического:… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Ледники —         движущиеся естественные скопления льда атмосферного происхождения на земной поверхности. Образуются из твёрдых атмосферных осадков там, где в течение года их отлагается больше, чем стаивает и испаряется; соответственно состоят из области… …   Большая советская энциклопедия

  • абляция — уменьшение массы снега и льда в леднике или снежном поле за счёт таяния, испарения, сдувания снега, обвалов льда и откалывания айсбергов. Абляция происходит в осн. в тёплое время года и зависит от метеорологических условий, прежде всего от тем ры …   Географическая энциклопедия

  • Пояса физико-географические —         наиболее крупные зональные подразделения географической оболочки. Каждому П. ф. г. свойственны особый режим тепла и влаги, свои воздушные массы, особенности их циркуляции и как следствие этого своеобразная выраженность и ритмика… …   Большая советская энциклопедия

  • Фрам — У этого термина существуют и другие значения, см. Фрам (значения). Фрам Fram …   Википедия

  • Викторина "Физические явления зимой"

    Викторина « Физика зимой»

    Цель: способствовать развитию творческих способностей.

    Задачи: Способствовать развитию интереса к изучению физики.

    Расширить и углубить знания учащихся.

    «Среди всех наук особую прелесть для меня представляет физика»

    ( Р. Э. Пайерлс, английский физик-теоретик)

    Удивляйся и влюбляйся. 

    В мир, подобный хрусталю.

    Хрупкий он, нужна забота.

    Горам, морю и цветку.

    Жизнь люби и удивляйся - интересное кругом! 

    1.Почему пушистый мех греет лучше, чем слежавшийся?

    Ответ: Пушистый мех больше задерживает между своими волосками теплого нагретого телом человека воздуха. Поэтому он лучше «греет».

    2.Почему наши глаза не ощущают холода?

    Ответ: Глаза не имеют нервных окончаний, чувствительных к холоду.

    3.Некоторые туристы, путешествующие зимой, строят для ночлега домики из снежных кирпичей, эти домики называют «иглу». Почему туристы «иглу» предпочитают палатке?

    Ответ: Теплопроводность снега благодаря воздуху между снежинками мала , поэтому тепло в "иглу" сохраняется, температура может достигать +10°С .

    4.Почему ртутный термометр перестает служить при очень сильном морозе?

    Ответ: Потому, что при 39 холода ртуть замерзает.

    5.Когда человеку холодно, он начинает дрожать. Почему?

    Ответ: Дрожь – одна из форм защиты организма от холода. При дрожи происходят мышечные сокращения, вызывающие в организме образование тепла.

    6.Почему мокрое белье высыхает на морозе?

    Ответ: На морозе вода, находящаяся в мокром белье превращается в мелкие кристаллики, которые постепенно выветриваются. Кроме того и на морозе продолжается испарение воды. Оно зависит от влажности воздуха, разницы температур воздуха и испаряющей поверхности и от силы ветра.

    7.Почему металлическая ручка двери кажется холоднее, чем деревянная

    Ответ: Потому, что металл – хороший проводник тепла, быстрее, чем дерево, отнимает тепло у прикоснувшейся к нему руки.

    8.Почему зимой тяга в печных трубах больше, чем летом? 

    Ответ: Зимой тяга больше из-за разницы между наружным давлением и давлением в топке и трубе.

    9.Почему глубокий рыхлый снег предохраняет озимые хлеба от вымерзания?

    Ответ: Рыхлый снег предохраняет озимые хлеба от вымерзания, потому, что в силу своей пористости, он обладает малой теплопроводностью.

    10.Каким способом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой форточке?

    Ответ: Воздух охлаждается способом конвекции. Поступающий из форточки холодный воздух опускается вниз, и постепенно вытесняя теплый на улицу, заполняет комнату.

    11.Почему вода не замерзает под толстым слоем льда?

    Ответ: Потому что под слоем льда отсутствует конвекция. Тёплая вода с большей плотностью(4°С ) находится у дна и постепенно холодеет при приближении ко льду.

    12.Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?

    Ответ: Потому что тела с тёмной поверхностью лучше поглощают солнечные лучи.

    13.Почему двойные рамы защищают от холода?

    Ответ: Воздух между рамами обладает низкой теплопроводностью и тем самым препятствует теплообмену между улицей и помещением.

    14.Объясните, почему рыхлый снег предохраняет растения от вымерзания. Ответ: Снег предохраняет от проникновения холода снаружи за счёт содержащегося в нём воздуха с низкой теплопроводностью.

    15.Когда лучше скольжение коньков и саней: в обычный зимний день или в большой мороз? Почему?

    Ответ: В обычный день, так как лёд в этот день под лезвиями коньков тает быстрее.

    16.Зачем на нижней поверхности лыж делается продольная выемка?

    Ответ: Для сохранения устойчивости в движении, чтобы лыжи не соскальзывали с лыжни в сторону.

    17.Спускаясь с горы, лыжник слегка приседает. Почему?

    Ответ: Когда лыжник приседает, центр тяжести его опускается, и лыжник оказывается в более устойчивом положении.

    18.Почему провода на линиях электропередачи зимой натянуты, а  летом висят?

     Ответ: При нагревании металлические провода удлиняются

    19.Чтобы не задыхалась рыба (особенно карп) в зимнее время, в небольших замерзших водоемах делают проруби и нагнетают воздух под лед. Зачем это делают?

    Ответ: Рыба задыхается из-за недостатка кислорода растворенного в воде. Делая проруби, или нагнетая воздух под лед, тем самым за счет диффузии обогащают воду кислородом.

    20.Почему, после того, как ранней весной начало пригревать солнышко, снег становится не рыхлым и пушистым, а твердым, в виде крупинок?

    Ответ: Под действием солнца верхние слои снега тают, вода просачивается вниз и пропитывает нижние слои. Ночью они промерзают, и образуются кристаллики льда - крупинки

    21.Как лепится снежок?

    Ответ: Когда лепят снежок, комок снега сжимают. Под давлением снег (поверхностный слой) расплавляется, превращаясь в воду.  Затем, эта вода  просачивается внутрь и замерзая,  удерживает слепленный снежок.

    22.Почему лыжи скользят по снегу?

    Ответ: В результате трения лыж о снег тонкий поверхностный слой снега слегка подтаивает, и вода обеспечивает смазку, по которой лыжи скользят. 

    23.Зачем лыжи смазывают?

    Ответ: Если температура снега много ниже точки таяния, то водяной слой не возникает, и тогда для уменьшения трения лыжи необходимо смазывать лыжной мазью.

    24.Почему глаза человека не ощущают холода?

    Ответ: Мы ощущаем холод не всей кожей, а только отдельными её точками, в которых имеются чувствительные к холоду окончания нервов. Глаза таких точек не имеют.

    25.Почему у человека волосы, ресницы, усы в морозный день покрываются инеем?

    Ответ: Выдыхаемые пары, соприкасаясь с холодными предметами, конденсируется на них.

    26.Почему в безветренную погоду мороз переносится легче, чем при сильном ветре?

    Ответ: Причины две: теплообмен и испарение. Слой воздуха, который находится около лица, нагрет, так как соприкасается с нагретым телом и увлажнен, потому что испарение с поверхности кожи происходит при любой температуре. При ветре нагретый телом воздух быстро сменяется новой порцией более холодного и более сухого воздуха. Это интенсифицирует процесс теплообмена, так как поддерживается более высокая разность температур, а также ускоряет процесс испарения, потому что покинувшие поверхность лица быстрые молекулы воды не возвращаются обратно.

    27.Почему горячая вода замерзает быстрее холодной такой же массы?

    Ответ: Если одинаковые массы горячей и холодной воды выставить на мороз, то более сильное испарение горячей воды приведет к тому, что ее масса уменьшится скорее.

    28.Температура таяния льда 0°С. Но зимой снег лежит и при более высокой температуре. Почему?

    Ответ: Снег плохо проводит тепло и имеет большую удельную теплоту плавления. Поэтому он тает очень медленно, и при 0°С может сохраниться длительное время.

    29.Как греются в мороз дикие утки?

    Ответ: Ныряют ко дну водоема, там температура воды держится около +4°С.

    30.Почему изморозь (иней) на деревьях исчезает иногда без оттепелей?

    Ответ: Испарение твердого вещества.

    31.Почему в сильный мороз деревья трещат?

    Ответ: Соки, содержащиеся в дереве, при замерзании увеличиваются в объеме и с треском разрывают волокна.

    32.Почему свежевыпавший снег белый?

    Ответ: Свежевыпавший снег отражает почти все падающие на него солнечные лучи. Снег состоит из мелких кристалликов льда, между которыми находится воздух. На границе раздела «снежинка-воздух происходит полное отражение».

    33.Почему в морозную погоду птицы сидят нахохлившись?

    Ответ: Нахохлившиеся птицы не мёрзнут. Между перьями птиц есть воздух, который является плохим проводником тепла и помогает птицам сохранить тепло тела.

    34.Почему, чтобы согреть пальцы на морозе, рекомендуют вращать руками и энергично описывать дуги ногой?

    Ответ: Чтобы согреть пальцы, надо увеличить приток крови. Здесь срабатывает эффект центрифуги: вращая руками и энергично описывая дуги ногой, человек увеличивает приток крови к конечностям за счёт её отбрасывания от центра вращения.

    35.Замечали ли вы, что, оступившись с утоптанной тропинки, можно довольно глубоко провалиться в рыхлый снег? А в начале весны, когда снег оседает при таянии, тропинки иногда оказываются даже выше окружающей снежной целины. Чем это можно объяснить?

    Ответ: Двигаясь по тропинке, мы наступаем на снег и тем самым утаптываем его. Зимой уровень утоптанной тропинки ниже уровня окружающего пушистого снега. В углубление ветер наметает снег, который тоже утаптывают путники. Таким образом, каждый снегопад с ветром увеличивает количество снега на тропинке больше, чем вокруг нее. Весной обледенелая тропинка тает медленнее, чем окружающий рыхлый снег.

    36.Почему лыжники и конькобежцы после финиша накидывают на себя пальто или одеяло, хотя на дистанции им было очень жарко?

    Ответ: Вспотевший спортсмен теряет много тепла при испарении, что может привести к простуде, если не укрыться.

    Физика в литературе.

    1.А. С. Пушкин

    Татьяна пред окном стояла,

    На стёкла хладные дыша,

    Задумавшись, моя душа,

    Прелестным пальчиком писала

    На отуманенном стекле

    Заветный вензель О да Е.

    Почему стекло стало «отуманенным»?

    Ответ. Стекло было холодное, и когда на него попадал тёплый воздух, то содержащийся в воздухе водяной пар начал охлаждаться, а затем конденсироваться. Стекло покрылось туманом.

    2.А. С. Пушкин

    Опрятней модного паркета

    Блистает речка, льдом  одета.

    Мальчишек радостный народ

    Коньками звучно режет лед.

    Почему коньки  режут лед?

      

    Ответ:

    "Режут лед" - т.е. легко скользят по льду. Лезвия коньков тонкие, поэтому давление на лед большое. Под давлением лед плавится, образуется хорошая смазка. Коэффициент трения становится малым, прикладывая небольшие усилия, мальчишки быстро перемещаются.

     

    3.А. А. Фет   "Метель"

    Все молчит, - лучина с треском

    Лишь горит багровым блеском

    Да по кровле ветр шумит.

    Почему лучина "горит с треском"?

    Треск лучины при горении можно объяснить тем, что при повышенной влажности деревянные предметы отсыревают. При горении влага из древесины интенсивно испаряется. Увеличиваясь в объеме, пар с треском разрывает древесные волокна.

    4. М.А.Дудин.

    Ах, как играет этот Север!

    Ах, как пылает надо мной

    Разнообразных радуг веер

    В его короне ледяной!

     Ему, наверно, по натуре

    Холодной страсти красота,

    Усилием магнитной бури

    Преображенная в цвета...

    О каком явлении идет речь?

    Ответ: О полярном сиянии.

       

    5.И. А Бунин. "На окне, серебряном от инея..." 

    Ответ: Конвекционные потоки воздуха, соприкасаясь с зимними холодными оконными стеклами, охладились; при этом водяные пары, содержащиеся в этих потоках, сконденсировались, охладились и кристаллизовались.

    6.М.М.Пришвин. Птицы под снегом.

    Почему рябчику под снегом тепло?

    Ответ: Снег обладает плохой теплопроводностью.

    У рябчика в снегу два спасения: первое — это под снегом тепло ночевать, а второе — снег тащит с собой на землю с деревьев разные семечки на пищу рябчику. Под снегом рябчик ищет семечки, делает там ходы и окошечки вверх для воздуха.

    7.Джек Лондон «Белое безмолвие»

    «Путники суровой зимой разожгли костер. Над костром устроили примитивный полог: натянули кусок парусины, чтобы он задерживал тепло и отбрасывал его вниз, - способ хорошо известный людям, которые учатся физике у природы»

    Вопрос: почему теплый воздух поднимается вверх?

    Ответ: теплый воздух имеет меньшую по сравнению с окружающим воздухом плотность, под действием архимедовой силы он поднимается вверх.

    8. А.А.Фадеев «Молодая гвардия»

    «Отремонтированную немцами водокачку оставили наполненной водой. А ночью «ударили» морозы, в результате чего трубы раздулись, полопались, вся система пришла в негодность. Все нужно было начинать сначала»

    Вопрос: какая физическая закономерность помогла подпольщикам в их борьбе против фашистов?

    Ответ: при кристаллизации объем воды увеличивается.

    Вопросы Шерлока Холмса

    1.Была зима. Шерлок Холмс вошел в комнату с улицы. Сквозь замёрзшие окна был виден лишь край дороги. «Хозяйка квартиры ленивая, - подумал он. Почему он сделал такой вывод?
    Ответ. Окна в квартире хозяйки замёрзли. Значит, в пространство между рамами проник из комнаты тёплый влажный воздух и, соприкасаясь с холодным стеклом, замёрз на нём. Следовательно, окна плохо утеплены.

    2.Придя в гости, Шерлок Холмс подошёл к окну и посмотрел в него. «Ваш дом каменный и холодный, заметил он. Что позволило ему так сказать?
    Ответ. В окно он увидел, что дом каменный и стены тонкие; кирпич же не очень хороший теплоизолятор.

    3.Подходя к нужному дому на окраине городка, Шерлок Холмс увидел следы лыжника. Они были, как бы приподняты над остальным снегом. Хозяйке, открывшей дверь, он вместо приветствия сказал: «Скоро будет весна». Почему он так решил?
    Ответ. Днем снег активно тает и опускается. В следах же лыжника, где он более плотный, он тает медленнее. Поэтому следы выглядят приподнятыми над поверхностью снега. А это признак весны.

    Шедевры природы

    Застывшие частицы воды, паря в воздухе и отражая от своих граней свет различных источников, создают удивительные по красоте и уникальные природные явления: световые столбы, гало и паргелий, одну из разновидностей последнего.

    Объяснить следующие явления:

    1.Полярное сияние.

    hello_html_m189b7211.jpg

    Земля постоянно находится в разреженном потоке испущенных Солнцем заряженных частиц(электронов, протонов) и как бы обдувается солнечным ветром. Заряженные частицы проникают в более плотные слои атмосферы и воздействуют на молекулы воздуха, вызывая свечение атмосферы- полярные сияния. Поток заряженных частиц от Солнца, возмущая магнитное поле Земли, порождает полярные сияния.

    Если азот, столкнувшись с солнечными частичками, теряет электроны, то его молекулы преобразуются в синий и фиолетовый цвета;
    когда солнечный ветер взаимодействует с кислородом, электрон не исчезает, но начинает выпускать лучи зелёного и красных цветов.

    2.Гало.

    hello_html_75c93a9b.jpg

    Гало –яркий ореол или светящийся круг, образованный около мощного источника света оптическими свойствами атмосферных ледовых микрочастиц. Гало возникает, когда лучи света преломляются на сгустившихся в высоких облаках ледяных кристалликах, имеющих форму шестигранных призм. В результате мы видим малый круг гало радиусом 22°.

    Большой круг образуют лучи, прошедшие через боковую грань и основание призмы - кристалликов. Его радиус равен примерно46°.


    3. Световые столбы

    hello_html_m38e93f43.jpg

    Световое столбы появляются при отражении света от взвешенных в воздухе мельчайших кристаллов льда (с шестиугольным сечением или же столбовидных, в зависимости от угла расположения солнца или луны). Такие кристаллы обычно возникают в высоких перистых облаках. Однако в мороз ледяные кристаллы образуются и в более низких слоях атмосферы. Поэтому, столбы света часто возникают зимой. А их многоцветный оттенок объясняется огнями, которые они отражают.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *