Зимние узоры на стекле, нарисованные морозом. Из чего состоят морозные узоры на стекле


Как образуются морозные узоры на стекле

У зимы много символов, которые при одном взгляде на них напоминают нам ясные холодные деньки, солнце, искрящееся на сугробах, залихватские игры и забавы на свежем морозном воздухе, а ещё ледяные узоры на стекле.

Каких только шедевров не увидишь на внутренней поверхности окна, когда на улице мороз! Люди с развитым воображением, да и простые наблюдатели, видят зимние расписные пейзажи и орнаменты, которые могут покрывать всю поверхность стекла или вкрадываться с уголков, обрамляя вид из окна. Тут и еловые ветви, и снежные равнины, и заросли папоротника, и сосновые леса, и чего только еще не привидится завороженному зрителю зимнего узорного творения.

На самом деле, вся эта красотища – естественное проявление физических явлений. Основной участник процесса – вода, известное всем сочетание двух элементов, водорода и кислорода (Н2О), которая знаменита тем, что может принимать три своих ипостаси: твердое, жидкое и газообразное, в пределах внешней среды с незначительным, в общехимическом понятии, изменением температуры от 0 до 100 градусов.

Когда в воздухе присутствует влажность, а температура опускается ниже нуля, влага постепенно конденсируется на охлажденных плоскостях. Сразу вспоминается, как в жару призывно потеют всевозможные бутылочки, охлаждаемые в холодильниках. Когда температура выше 0, водяной пар перевоплощается в жидкость, а вот когда ниже, пропуская жидкое состояние, становится льдом, точнее крохотными его кристаллами. Когда в помещении тепло, любая влага, оказавшаяся вблизи оконного стекла, за которым студено, превращается в микроледышки, попадая на выстуженную поверхность. С этим все понятно, но откуда же такие неповторимые и разнообразные узоры?

Каждое стекло не идеально чисто: оно хранит частички пыли, мелкие царапинки, отпечатки прикосновений, всевозможные «следы» воздействия окружающей среды. Влага, которая попадает на стекло, тоже не является дистиллированной. Поэтому правильные кристаллы льда с шестью гранями, которые образуются в лабораториях, на стеклах появиться не могут. Кристаллики нарастают по краям микротрещин поверхности, вокруг пылинок и других включений. Пленка влаги, даже совсем тонкая, по законам физики стремится вниз, поэтому в нижней части стекла ледяные образования всегда плотнее, а вверху – более ажурные и узорные. Имеет значение и направление воздушных потоков у стеклянной поверхности. Пока воды не слишком много, завитушки более тонкие и нежные, при увеличении количества влаги, осевшей на стекле, кристаллы начинают нарастать не только на плоскости, но и в объеме, закрывая узор плотной белой пеленой.

Некоторым ученным даже пришла в голову мысль, что все мироздания природы подчиняется идентичным законам, т.е. то, как образуются химические кристаллы, по тем же принципам образуются и выстраиваются клетки живых организмов. Именно поэтому, некоторые настекольные узоры напоминают первозданные тропические леса. Ну что ж, ученным нельзя без полета фантазии, ведь это служило началом многим открытиям.

Остается только с некоторой грустью заметить, что современные стеклопакеты, которые гордятся своим постоянством температур, уже не дают возможности насладиться художественной росписью мороза. А ведь поговаривают, что наши знаменитые кружевницы из Вологды и Костромы брали сюжеты для своих необычайных кружев тонкой работы, поглядывая зимой на замерзшее окошко…

www.znaikak.ru

Как появляется узор на стекле в мороз?

Не смог бы описать это лучше, чем оно уже описано у Арабаджи Всеволода Исидоровича. Загадки простой воды. М.: «Знание», 1973:

«Ледяные узоры на окнах представляют собой редкое по красоте зрелище. Среди многих видов морозных узоров чаще других встречаются дендриты (древовидные образования) и трихиты (волокнистые формы).

Характер кристаллизации воды на стекле во многом зависит от условий охлаждения. При охлаждении от 0 до – 6°C и небольшой исходной упругости водяного пара на поверхности оконного стекла отлагается однородный слой непрозрачного, рыхлого льда. Для начального образования тонкого слоя такого льда в качестве затравок кристаллизации известную роль могут играть дефекты структуры поверхности, царапины. Однако в ходе дальнейшего развития процесса эти влияния полностью перекрываются общей картиной осаждения льда по всей охлаждающейся поверхности.

Если охлаждение поверхности оконного стекла начинается при положительной температуре и более высокой относительной влажности и в процессе охлаждения проходится точка росы, то на охлаждающейся поверхности сначала отлагается пленка воды, которая уже при отрицательных температурах закристаллизовывается в виде дендритов. Чаще дендритная кристаллизация начинается с нижней части оконного стекла, где вследствие действия силы тяжести накапливается большее количество воды. Размеры дендритных кристаллов зависят от имеющегося для их образования материала. В нижней части окна, где пленка воды толще, дендриты обычно имеют большие размеры По мере перехода к верхней части окна размеры дендритов уменьшаются, В случае равномерной увлажненности стекла размеры дендритов примерно одинаковы. Дальнейшее охлаждение способствует отложению между дендритами, а затем и на дендритах тонких слоев пушистого льда. Быстрые и значительные по величине переохлаждения дают мелкомасштабную дендритную кристаллизацию. При недостатке влаги на стекле нарушается сплошной характер кристаллизации: дендриты растут островками, их формы менее резко выражены, а размеры уменьшены в сравнении с нормальными условиями. Время шоппинга! Что самое дорогое и необычное продавали на eBay?Какие есть лайфхаки, чтобы выгодно совершать покупки в интернете?Что делать, если не пришла покупка из интернет-магазина?Задавайте вопросы экспертам

Трихиты образуются у острых краев царапин на поверхности охлаждающегося твердого тела. При этом вначале кристаллы образуют узкие параллельные полоски инея, вырождающиеся при дальнейшем охлаждении в достаточно плотные ледяные волокна, исходящие от основного стебля. В большинстве случаев как основное волокно, так и прилегающие к нему тонкие полоски инея слегка изогнуты.

При осаждении льда вблизи охлаждающейся поверхности отмечаются колебания температуры величиной до 0,5°C, что указывает на существование в этой области ощутимой конвекции.

В метеорологии инеем называется отложение льда из влажного воздуха на достаточно охлажденную горизонтальную поверхность. Отложение рыхлого льда на стеклах окон имеет черты сходства с инеем несмотря на вертикальное расположение охлаждающей поверхности.

Известно, что крепкая серная кислота хорошо поглощает воду. Если между рамами окна поставить стаканчик с такой кислотой, основное количество водяного пара из пространства между стеклами поглотится ею, и отложения льда на окне при не очень сильных морозах происходить не будет. Тщательная теплоизоляция внешнего оконного стекла в местах его соприкосновения с рамой не допускает сильного охлаждения прилежащего изнутри к стеклу слоя воздуха, что также не благоприятствует осаждению льда на внутренней стороне стекла. С помощью этих мер затрудняется образование морозных узоров на окнах и обеспечивается необходимая прозрачность оконных стекол в зимнее время.»

Дополнительно можно добавить, что в жидком состоянии молекулы воды удерживаются вместе поверхностным натяжением верхнего слоя на границе сред до момента кристаллизации. Это так же способствует образованию узоров в таком виде, они буквально стягиваются друг другом, образуя неравномерность толщины слоя льда по площади.

thequestion.ru

Ледяные узоры на стекле – самые необычные природные явления

Зима – холодное, но красивейшее и любимое нами время года. Причудливые и искрящиеся в лучах солнца сугробы, покрывшие все вокруг снежными шапками, медленно летящие снежинки или сильная вьюга, огромные сосульки… А какая матушка – зима талантливая художница! Чего стоят ее морозные узоры на окнах!

Морозный узор на стеклеМорозный узор на стекле

За окном стоит морозная погода, в комнате тепло, и на стекле невидимая ледяная рука начинает рисовать свои ледяные узоры. Пожалуй, все мы хоть раз в жизни любовались ими и удивлялись их причудливостью и филигранно «нарисованными» мельчайшими деталями.

Зиме надо отдать должное – фантазия у нее богатая! Можно каждый раз подходить к одному и тому же окну - и всегда узоры будут разными.

Как же они образуются? Воздух в помещении гораздо теплее, чем на улице, да и влажность ниже. Но вблизи стекла иной раз температура может быть ниже точки росы, то есть значения, когда пар начинает конденсироваться в росу. Образуются маленькие кристаллы льда и на окне появляются ледяные рисунки.

Почему они всегда разные? Потому что изменчивы условия внутри комнаты и на улице: температура, влажность, давление, скорость ветра. Даже толщина стекла и его чистота играют роль!

Зимний рисунок на окне

Сначала морозные узоры образуются по поверхности стекла, а когда их толщина станет настолько большой, что вывод тепла наружу замедляется, то ледяные узоры начинают расти в толщину.

Разнообразию морозных узоров могут позавидовать художники. Создается впечатление, что зима рисует то, что придет ей на ум - фантастические цветы, папоротники или странных животных.

«Растительные» узоры появляются при высокой влажности и постепенном понижении температуры. Сначала стекло становится мокрым, а затем влага замерзает, образуя причудливые «заросли». Процесс начинается с нижней части стекла, поскольку там собирается больше воды. Да и рисунок там более крупный, а к верху он становится более мелким.

Если процесс охлаждения был быстрым и влага не успела стечь вниз стекла, то «древесный» рисунок по всему окну будет одинакового размера.

Оконные стекла не могут быть идеально ровными и гладкими, на них почти всегда есть мелкие дефекты и царапины. Они-то и способствуют образованию другого морозного рисунка. Сначала кристаллики льда возникают вдоль царапины, образуя полоску, а затем от нее начинают ответвляться изогнутые стебли.

Морозный рисунокМорозный рисунок

Раз морозные узоры на окне появляются при соблюдении некоторых условий, значит, если изменить их, то стекла останутся чистыми (хотя, на мой взгляд, это скучно! ). Понизьте влажность воздуха - и Дед Мороз ничего не нарисует на вашем окне! Другой способ остаться без морозных рисунков – не допустить сильного охлаждения стекла (сделать хорошую теплоизоляцию окна).

На мой взгляд, тепло в доме и нормальная влажность – это хорошо, но все же иногда хочется попасть в сказку и насладиться фантастически красивыми морозными узорами!

Читайте также "Северное сияние - необычные природные явления"

morefactov.ru

Морозные узоры на стеклах своими руками: 4 способа нанесения

Природа создает на окнах потрясающие своей красотой морозные узоры — необыкновенные деревья, звезды, цветы, завитки. А можно создать такие морозные узоры своими руками — это совсем не сложно.

Текст: Елена Вишневская

11.12.2013

Существует несколько технологий создания узоров мороза на стекле своими руками. О них мы вам и расскажем.

Узорные морозы своими руками. Вариант 1

Этот вариант — самый простой. Для создания узоров мороза на стекле своими руками по этой технологии вам понадобится белая зубная паста и кисточки, лучше жесткие. Наши родители такие узоры рисовали зубным порошком.

Сначала растворите зубную пасту в воде и с помощью пульверизатора опрыскайте стекло — так вы создадите матовость. Затем возьмите слегка разведенную водой зубную пасту и легкими мазками начинайте творить. Наносите мазки от края оконного стекла к центру, создавая фигуры, имитирующие рисунки мороза. Для примера можете держать под рукой несколько фотографий настоящих морозных узоров и срисовывать с них, а можете подобными мазками создать стилизованную елку, снеговика или другие фигуры.

Не умеете рисовать — смело используйте трафареты!

Плюс данного метода в его простоте и экономичности, а также в том, что после новогодних праздников вы легко удалите зубную пасту со стекла, просто помыв его губкой с теплой водой.

Узорные морозы своими руками. Вариант 2

Более хитрый и сложный, но и более натуралистичный метод создания узоров мороза на стекле своими руками — метод с пивом и магнезией. Вымойте и высушите стекло. Растворите 50 г магнезии или мочевины в половине стакана светлого пива и нанесите на стекло любым способом: можно использовать как кисть, так и губку или ватный тампон.

При нанесении имитируйте морозные «перья» и завитки. Когда жидкость начнет подсыхать, на стекле начнут проявляться кристаллы, похожие на настоящие морозные узоры. Для ускорения высыхания стекла можно воспользоваться феном. Этот раствор также довольно легко смывается с оконных стекол.

Узорные морозы своими руками. Вариант 3

Еще один способ имитации морозных узоров на стеклах окон — растворите в половине стакана воды 30–40 г гипосульфита натрия (это фотографический фиксаж, его еще называют пятиводным тиосульфатом натрия, можно попробовать его найти в магазинах для профессиональных фотографов или в магазинах химических реагентов). Описанным выше методом нанесите смесь на стекло и дождитесь высыхания. В данном случае кристаллы получаются более плотные, белые, непрозрачные.

Узорные морозы своими руками. Вариант 4

Для того, чтобы написать поздравления или нарисовать какие-то рисунки на стекле, можете использовать обычный клей и сахарную пудру. Для того чтобы рисунки были ровнее, можно изготовить трафарет: с помощью губки по трафарету нанесите клей на стекло и затем пуховкой или кистью для пудры нанесите сахарную пудру на стекло. Сахарную пудру можно заменить блестками, пищевой содой, ванилином. Единственный минус — ваш рисунок может «поплыть», если на стекле скопится конденсат, и это будет очень заметно (в отличие от предыдущих способов).

Украсив стекла морозными разводами, не забудьте про подоконник. Положите на него белую ткань или ватин для имитации сугробов, присыпьте блестками, разложите шишки, игрушки, фрукты (мандарины — непременно!). Сверху над окном можно повесить вырезанные из блестящего картона золотые и серебряные звезды или приклеить их небольшими кусочками двустороннего скотча в верхний угол стекла.

Если не очень хочется отмывать окна, украсьте дом объемными снежинками.

womanonly.ru

Морозные узоры

Скоро зима, в эти выходные грянут первые морозы... Нашла замечательные фото и описание  вот тут (там полное описания, я же выложу лишь часть), о том, как и почему образуются морозные узоры на стёклах. Читаем и любуемся!

Почему морозные узоры столь разнообразны и неповторимы, почему они непохожи на идеальные кристаллы льда, имеющие форму правильных шестигранных призм?

Вырастить большой ледяной кристалл правильной геометрической формы достаточно трудно, так как для этого вода должна быть абсолютно чистой, неподвижной, а температура строго постоянной. Некое подобие таких кристаллов можно увидеть после первых заморозков на внутренней поверхности ледяной корочки в ведре с водой. На стекле идеальных условий для роста правильных кристаллов, разумеется, нет, зато существует превеликое множество различных случайных факторов, не благоприятствующих образованию правильных кристаллов.

Стекло замерзает, когда его сторона, обращенная в помещение, охлаждается до отрицательной температуры. Эта сторона обычно имеет сеть мелких царапин и множество следов от капель и насекомых, а также покрыта частицами пыли и грязи, которые попадают на стекло из воздуха. Кроме того, переохлажденная водяная пленка, покрывающая стекло с внутренней стороны, скорее всего, содержит многочисленные примеси и посторонние включения. Все эти факторы служат центрами начала построения ледяных образований и сказываются на направлениях роста ледяных кристаллов. Полноценные кристаллы льда не могут образоваться на поверхности стекла, так как лед свободно нарастает практически только в двух направлениях, а третье измерение для него ограничено толщиной водяной пленки, покрывающей стекло.Кандидат технических наук В. БЕЛЯНИН.

Морозные узоры, появляющиеся в жилище человека, во многих отношениях интереснее снежинок. И хотя они весьма просты по химическому составу, узоры эти отличаются большим разнообразием, своеобразной структурой и часто напоминают формы организмов или их частей. Немцы называют такие узоры "айсблюмен", то есть ледяные цветы. И в самом деле, среди них часты древовидные образования и волокнистые структуры.

Наш выдающийся биолог К.А.Тимирязев указывал на сходство густо заросшего разнообразными растительными формами клочка земли с фантастическими ландшафтами, которые мороз рисует на окнах: "Во втором случае мы увидим те же травчатые узоры, напоминающие листья папоротника или пальмы, то же бесконечное разнообразие самых причудливых форм... Картины сходные, но как различен строй мыслей, вызываемых той и другой".

Сходство морозных узоров друг с другом подмечено и физиками и ботаниками, однако ни те, ни другие много над этим не размышляли. Объяснение тому на первый взгляд простое. Физики так завалены своей потрясающе трудной и вместе с тем плодотворной работой, что им некогда заниматься такими пустяками, как морозные узоры, а ботаников это не касается: ведь это же не растения, а только образования, случайно сходные с ними. "Ничья земля", на которую никто не претендует...

Но можно указать и на гораздо более глубокие причины такого равнодушия ученых к красоте и правильности морозных узоров - надо лишь добавить к наблюдениям размышления. Перед нами - случай сходства совершенно различных образований. Чем вообще может объясняться сходство?

Первое основание для сходства - просто случай: облака принимают иногда фигуры людей, коней, одна скала в Крыму чрезвычайно сходна с бюстом Екатерины II в профиль и т. п. В старину любили гадать, выливая в холодную воду расплавленный воск или олово, и по образовавшимся фигурам судить о будущем.

Второе основание - история. Большое сходство в расположении костей и других частей организма современная сравнительная анатомия объясняет тем, что очень внешне несходные организмы, например, лошадь и летучая мышь, имели чрезвычайно сходных или даже тождественных предков.

Третье основание - приспособление: форма тела дельфина и акулы в общем сходна, так как она отвечает задаче обтекаемости, позволяющей достигнуть возможно большей скорости; даже современные подводные лодки не достигли скорости некоторых рыб.

Четвертое основание: влияние внешних условий, то, что можно назвать экологическим основанием. Это - чисто пассивное приспособление к окружающим условиям, подобно тому как жидкость, налитая в рюмку, принимает форму полости рюмки. По сравнению с сердцем, легкими, почками печень не имеет своей формы: она просто заполняет промежутки между остальными органами.

Пятое основание: миметизм, то есть сходство организма, например некоторых мух, жуков или бабочек, с другим организмом - пчелой, осой, - защищенным своей ядовитостью. Это тоже входит в экологическое сходство в широком смысле слова, но "среда" здесь является другим организмом.

Шестое основание: химический состав.

И, наконец, седьмое, вероятно, самое обширное и разнородное основание: математические и физические законы роста и строения тел.

Какое же основание можно привести для сходства морозных узоров и частей организмов? Сразу надо отвергнуть случайное сходство. Мы не удивляемся, если видим облако, похожее, скажем, на лошадь, но что бы мы сказали, если бы увидели в облаках целый табун лошадей? А в морозных узорах мы как раз и наблюдаем на одном стекле целые табуны сходных образований. Естественно, отпадают и основания второе, третье и пятое. Отпадает и шестое, так как химический состав во всех узорах — вода, почти химически чистая, ибо узор осаждается из водяных паров, а между химическим составом воды и растений сходство только то, что в растениях много воды.

Остаются только два - четвертое и седьмое основания. Но и влиянием внешних условий трудно объяснить разнообразие узоров: ведь очень часто на двух соседних стеклах - самые разнообразные рисунки и даже на одном стекле могут быть разные образования. Остается, следовательно, седьмое: законы образования твердых тел из пара, то есть частные случаи законов кристаллизации.

Очевидно, что физики обращали так мало внимания на ледяные узоры не потому, что это считали пустяками (для истинного ученого нет пустяков в природе), а потому, что еще не наступил момент для нарождения нефедоровской кристаллографии.

Седьмое основание сходства, игнорируемое в биологии (его вытеснило второе - историческое обоснование), все больше и больше привлекает к себе внимание, и тогда мы и на ледяные узоры можем посмотреть совсем иными глазами.

Сейчас мы начинаем понимать, что есть, видимо, законы, управляющие образованием форм в биологии, и некоторые из них сходны с законами, управляющими образованием форм на некоторых уровнях неорганического мира.

Своеобразные формы симметрии давно обращали внимание ученых у ряда низших организмов (радиолярии, губки и другие). Сходство узоров и листьев приобретает глубокий смысл и побуждает нас пытаться раскрыть эти неизвестные законы вместе с физиками и математиками.

В заключение - несколько слов по вопросу, о котором серьезные биологи предпочитают не разговаривать, - о красоте. Ледяные узоры очень красивы и, я слыхал, служат даже образцом для наших северных кружевниц.

А что такое красота? Одно из самых загадочных явлений природы. И как в законах строения и развития природных тел мы имеем разные уровни, так есть они и в прекрасном.

И на самом высшем уровне, может быть, находятся абстрактнейшие математические теории и высшие музыкальные творения гениальных композиторов. Не всем дано подняться на эти вершины, но, как в капле воды отражается солнце, так некоторый намек на высшую красоту мы можем постичь, внимательно рассматривая такое скромное явление природы, как ледяные узоры на стеклах. Мудро сказано в Талмуде: "Чтобы познать невидимое, смотри внимательнее на видимое".

rumanna.ru

Зимние узоры на стекле, нарисованные морозом

Каждую зиму можно наблюдать на окнах великолепные узоры, которые нарисовал мороз. Они очень разнообразны и замысловаты, таинственны и просто великолепны.

Как образуются ледяные узоры на стекле?

Воздух в помещении гораздо теплее, чем на улице, да и влажность ниже. Но вблизи стекла иной раз температура может быть ниже точки росы, то есть значения, когда пар начинает конденсироваться в росу. Образуются маленькие кристаллы льда и на окне появляются ледяные рисунки.

Почему ледяные узоры всегда разные?

Потому что изменчивы условия внутри комнаты и на улице: температура, влажность, давление, скорость ветра. Даже толщина стекла, и его чистота играют роль.

Сначала морозные узоры образуются по поверхности стекла, а когда их толщина станет настолько большой, что вывод тепла наружу замедляется, то ледяные узоры начинают расти в толщину.

«Растительные» узоры появляются при высокой влажности и постепенном понижении температуры.  Сначала стекло становится мокрым, а затем влага замерзает, образуя причудливые «заросли». Процесс начинается с нижней части стекла, поскольку там собирается больше воды. Да и рисунок там более крупный, а к верху он становится более мелким.

Если процесс охлаждения был быстрым, и влага не успела стечь вниз стекла, то «древесный» рисунок по всему окну будет одинакового размера.

Оконные стекла не могут быть идеально ровными и гладкими, на них почти всегда есть мелкие дефекты и царапины. Они-то и способствуют образованию другого морозного рисунка. Сначала кристаллики льда возникают вдоль царапины, образуя полоску, а затем от нее начинают ответвляться изогнутые стебли.

Раз морозные узоры на окне появляются при соблюдении некоторых условий, значит, если изменить их, то стекла останутся чистыми. Понизьте влажность воздуха или не допускайте сильного охлаждения стекла (сделать хорошую теплоизоляцию окна) и Мороз ничего не нарисует на вашем окне.

curious-world.ru

Почему на окнах зимой образуются узоры? | Мы объясним всё

Зимой, в морозные дни, мы можем наблюдать на стеклах наших окон весьма забавные и разнообразные узоры, которые, будто бы из сказки, ворвались в нашу обыденную жизнь. Мы объясним вам, почему на окнах зимой образуются узоры!

Узоры на окнах, по своей природе происхождения, похожи на иней, который образуется на почве, камнях, траве и иных поверхностях. Постараемся понять принцип возникновения этого необычного явления. При охлаждении воздуха в нем понижается количество содержания влаги. Частицы инея, как и «оконная живопись» появляются лишь в том случае, когда увлажненный воздух начинает охлаждаться и доходит до 0 градусов Цельсия. При нуле градусов избыток влаги в окружающем воздухе конденсируется, превращаясь в маленькие ледяные кристаллы и оседает на разные поверхности. Другими словами, вода, которая содержится во влажном воздухе и имеет газообразное состояние, под воздействием нулевой температуры, переходит сразу в твердое агрегатное состояние (минует фазу нахождения в жидком виде).

Но как же образуется тот самый живописный узор на стекле? Всё дело в том, что стекло, по своей сути, не идеально и на его поверхности находятся различные неровные участки, царапины, частички пыли и т.д. На этих участках и начинают зарождаться морозные «картины» — кристаллы льда, появляясь на поверхности стекла, начинают состыковываться друг с другом, образуют кристаллические цепочки, тем самым создавая уникальные узоры. Так же, одним из основных образующих узоры факторов, являются различные потоки воздуха, такие как ветер.

Если вы нашли ошибку, выделите фрагмент текста с ней и нажмите Shift + E или нажмите тут , для того что бы информировать нас!

Советуем почитать:

wexplain.ru