Bagaimana pola es terbentuk pada kaca. Mengapa pola di jendela begitu indah di musim dingin? pola bintang trichyta

  • 14.06.2020

Setiap musim dingin, Anda dapat melihat pola-pola indah di jendela yang dilukis oleh es. Mereka sangat beragam dan rumit, misterius dan luar biasa.

Bagaimana pola es terbentuk pada kaca?

Udara di dalam ruangan jauh lebih hangat daripada di luar, dan kelembapannya lebih rendah. Tapi di dekat kaca, terkadang suhunya bisa di bawah titik embun, yaitu nilai saat uap mulai mengembun menjadi embun. Kristal es kecil terbentuk dan gambar es muncul di jendela.

Mengapa pola es selalu berbeda?

Karena kondisi di dalam dan di luar ruangan dapat berubah: suhu, kelembaban, tekanan, kecepatan angin. Bahkan ketebalan kaca dan kemurniannya berperan.

Pertama, pola es terbentuk di permukaan kaca, dan ketika ketebalannya menjadi sangat besar sehingga perpindahan panas ke luar melambat, maka pola es mulai bertambah tebal.

Pola "Tanaman" muncul pada kelembaban tinggi dan penurunan suhu secara bertahap. Pertama, gelas menjadi basah, dan kemudian uap air membeku, membentuk "rumpun" yang aneh. Prosesnya dimulai di bagian bawah gelas karena lebih banyak air terkumpul di sana. Ya, dan gambar di sana lebih besar, dan ke arah atas menjadi lebih kecil.

Jika proses pendinginan cepat, dan kelembaban tidak sempat mengalir ke kaca, maka pola "kayu" di seluruh jendela akan berukuran sama.

Panel jendela tidak bisa rata dan mulus sempurna; hampir selalu ada cacat dan goresan kecil. Mereka juga berkontribusi pada pembentukan pola beku lainnya. Pertama, kristal es muncul di sepanjang goresan, membentuk strip, dan kemudian batang melengkung mulai bercabang darinya.

Karena pola beku di jendela muncul dalam kondisi tertentu, itu berarti jika Anda mengubahnya, kaca akan tetap bersih. Turunkan kelembapan udara atau cegah kaca menjadi terlalu dingin (buatlah insulasi termal jendela yang baik) dan Frost tidak akan menarik apa pun di jendela Anda.

Pada hari-hari yang dingin, pola es yang menakjubkan muncul di jendela dalam bentuk bintang yang tidak biasa, ikal yang aneh, pohon dan bunga yang luar biasa. Agar taman es mekar di jendela, udara di dalam ruangan harus lembab, dan suhu di luar jendela di bawah nol.

Mengapa pola beku muncul di jendela

Semua orang ingat perumpamaan bahwa Kakek Frost menggambar pola dingin di jendela. Dia diam-diam menyelinap ke jendela di malam hari dan menggambar gambar dingin yang unik di atasnya dengan kuas es tipis. Bahkan, semuanya jauh lebih membosankan. Jika ada udara lembab di dalam ruangan, dan suhu di luar dari nol derajat Celcius ke bawah, maka kelebihan uap air mengembun pada permukaan kaca yang dingin. Di sini, uap air mendingin dan berpindah dari keadaan uap ke keadaan padat, membentuk kristal tipis.

Bagaimana kristal es terbentuk

Setiap kaca yang tampak sempurna memiliki takik dan goresan mikroskopis. Kelembaban yang mengendap di permukaan kaca mengkristal pertama-tama pada cacat terkecil ini, dan hanya kemudian yang baru dan baru menempel pada kristal pertama, membentuk pola. Terkadang, untuk munculnya pola es, ada cukup banyak partikel debu yang menghiasi permukaan kaca, atau goresan yang tersisa setelah mencuci jendela. Dan angin dan arus udara berkontribusi pada munculnya pola. Menurut metode pembentukannya, pola es dibagi menjadi dua jenis: dendrit - pola bercabang yang menyerupai pohon, dan trichites, yang lebih mirip bintang.

Pola pohon dendrit

Dendrit terbentuk di bagian bawah kaca, di mana lapisan air lebih tebal. Batang lebar dari pola dingin muncul di sini, di mana cabang-cabang yang lebih tipis tumbuh secara bertahap. Dendrit di bagian bawah kaca lebar dan tebal, sedangkan di bagian atas lebih sempit dan lebih tipis. Pola dingin seperti itu menyerupai semak-semak hutan peri yang tidak bisa ditembus.

pola bintang trichyta

Jika ada banyak takik, partikel debu, dan goresan pada kaca, maka trikit muncul di atasnya - pola beku yang terlihat seperti bintang. Pertama, pusat pola membeku - setitik debu atau takik, dan kemudian kristal lain bergabung, seperti sinar. Akibatnya, pola beku menjadi mirip dengan sekelompok kepingan salju atau. Ketika suhu di luar jendela turun, trichites membentuk serat es padat.

Ketika pola di jendela tidak muncul

Jika kelembaban udara di dalam ruangan rendah dan jendela memiliki insulasi termal yang baik, maka kondensasi tidak terbentuk pada kaca dan pola es tidak muncul. Itu sebabnya lukisan es, yang begitu akrab bagi penghuni rumah dengan jendela kayu tua, tidak memanjakan penghuni apartemen dengan jendela plastik berkualitas tinggi dengan penampilannya.

Garis-garis kacau, garis-garis lebar dan busur, motif kayu terkecil… Seniman utama di musim dingin adalah embun beku, yang melukis gambar-gambar unik di jendela. Bagaimana ini terjadi?

Dalam istilah ilmiah, pembekuan permukaan bagian dalam kaca terjadi. Faktanya adalah bahwa suhu udara di dekat jendela di musim dingin selalu lebih rendah daripada di ruangan lainnya. Udara dingin tidak dapat mengandung uap air sebanyak udara hangat; ia jatuh dalam bentuk embun beku di musim dingin atau embun di musim panas. Jika suhu kaca di atas nol, maka jendela ditutupi dengan tetesan air terkecil - mereka berkabut (mereka yang memakai kacamata akan mengerti tentang apa itu). Dan jika di bawah nol, maka uap air tidak mengendap dalam bentuk tetesan air, tetapi segera dalam bentuk kristal es (yaitu, air segera berpindah dari keadaan gas ke keadaan padat - sublimasi). Kristal es semacam itu (embun beku) menutupi kaca dengan lapisan tipis.

Dan polanya dikaitkan dengan pergerakan udara di dalam ruangan: orang bergerak, kap mesin berfungsi, jendela terbuka untuk ventilasi, ada celah di bingkai, dll. Peran penting dimainkan oleh fitur permukaan kaca (goresan kecil, debu atau sidik jari, dll). Kombinasi faktor-faktor ini membentuk pola beku yang unik.

Ngomong-ngomong, tidak hanya jendela yang bisa membeku, tetapi juga benda apa pun yang didinginkan hingga suhu negatif yang dibawa ke gedung dari jalan. ruangan hangat. Hanya saja es tidak terlihat begitu mengesankan pada mereka, dan benda-benda ini biasanya cepat memanas hingga suhu kamar. Hal lain adalah jendela, suhu rendah yang dipertahankan oleh dingin eksternal.

Dan yang paling penting, gambar di jendela juga menunjukkan bahwa ruangan itu memiliki insulasi termal yang buruk. Di jendela berlapis ganda modern, di mana dua atau bahkan tiga gelas digunakan, pola beku tidak lagi terbentuk. Dalam hal ini, ada ruang hampa udara dengan kadar air nol di antara kacamata dan tidak ada yang menempel di kaca dingin (di yang berdekatan dengan jalan). Sekarang banyak pola beku adalah rumah-rumah di desa-desa, jendela beberapa bus dan bus listrik. Kemajuan meninggalkan romansa...

Simbol musim dingin di abad-abad yang lalu tidak hanya salju dan salju yang parah, tetapi juga pola es di jendela, yang, menurut kepercayaan lama, digambar oleh Sinterklas sendiri. Kristal es terbentuk di kaca menjadi gambar unik di mana Anda dapat melihat semak belukar, hewan yang tidak biasa, pohon dan bunga yang menakjubkan, laut, bintang. Agar taman es mekar di jendela, udara di dalam ruangan harus lembab, dan suhu di luar jendela di bawah nol.

Mengapa pola beku muncul di jendela

Semua orang ingat perumpamaan bahwa Sinterklas menggambar pola dingin di jendela. Dia diam-diam menyelinap ke jendela di malam hari dan menggambar gambar dingin yang unik di atasnya dengan kuas es tipis. Bahkan, semuanya jauh lebih membosankan. Jika ada udara lembab di dalam ruangan, dan suhu di luar dari nol derajat Celcius ke bawah, maka kelembaban berlebih mengembun pada permukaan kaca jendela yang dingin. Di sini, uap air mendingin dan berpindah dari keadaan uap ke keadaan padat, membentuk kristal tipis.

Setiap penampilan yang sempurna memiliki takik dan goresan mikroskopis. Kelembaban yang mengendap di permukaan kaca mengkristal pertama-tama pada cacat terkecil ini, dan hanya kemudian yang baru dan baru menempel pada kristal pertama, membentuk pola. Terkadang, untuk munculnya pola es, ada cukup banyak partikel debu yang menghiasi permukaan kaca, atau goresan yang tersisa setelah mencuci jendela. Dan angin dan arus udara berkontribusi pada munculnya pola. Menurut metode pembentukannya, pola es dibagi menjadi dua jenis: dendrit - pola bercabang yang menyerupai pohon, dan trichites, yang lebih mirip bintang.

Mengapa tidak ada pola di jendela plastik?

Pola pada jendela di musim dingin yang beku muncul ketika uap air dari udara mengembun di permukaan kaca dingin dan kemudian mengkristal, membentuk es. Dengan kata lain, kaca dan lapisan udara di sekitarnya harus cukup dingin. Pada jendela plastik sifat insulasi termal lebih baik daripada jendela kayu, sehingga suhu kaca di bagian dalam lebih tinggi. Akibatnya, kondensasi dengan kristalisasi berlangsung lebih buruk. Sederhananya, jendela kayu tua "bernafas" dan dingin memasuki apartemen, dan pola terbentuk dari perbedaan suhu.

Jendela kayu tua dibingkai ganda dengan panel tunggal tanpa kaca isolasi. Bingkai tidak kedap udara, di antara mereka (dan oleh karena itu di antara gelas) ada udara ruangan biasa, pada kaca dingin ada proses kondensasi dan kristalisasi kelembaban. Dan di jendela PVC mereka menggunakan - dua atau tiga gelas, direkatkan dengan rapat. Di antara panel kaca dari jendela berlapis ganda bukanlah udara ruangan yang lembab, tetapi kering, dibersihkan dari debu dan kelembaban atau gas inert. Jadi ternyata tidak ada yang mengembun pada kaca luar terdingin - tidak ada uap air di ruang unit berlapis ganda, dan pola tidak terbentuk pada kaca bagian dalam, karena terlalu hangat.

Ada alasan lain: jendela kayu tua, sebagai suatu peraturan, "lebih kotor" daripada jendela PVC, yaitu, ada lebih banyak debu di permukaan kaca seperti itu, yaitu, air mengkristal pada partikel debu.

Jika pola es muncul di jendela PVC, ini berarti jendela tidak dipasang dengan benar, mereka tidak cukup disegel dengan karet gelang khusus, jendela berlapis ganda tidak kencang ... Hubungi

Selalu penting bagi seseorang untuk mengetahui seperti apa cuacanya, karena itu memengaruhi aktivitas dan kesejahteraannya. Mengamati alam dalam cuaca buruk dan pada hari yang cerah, pada senja dan malam hari, orang-orang memperhatikan tanda-tanda karakteristik yang mendahului perubahan cuaca tertentu. Jadi ada banyak tanda - bukti kebijaksanaan rakyat, banyak di antaranya didasarkan pada pola salju sederhana.

Pola salju yang indah di jendela dalam kecemerlangan matahari pagi dan di senja musim dingin yang biru pekat, ketika Anda bangun pagi-pagi, meregangkan, pergi ke jendela ... Dan, oh, KEAJAIBAN!! ! Ada keajaiban di jendela lagi. Ya ya. Jangan heran. Keajaiban paling nyata: pohon yang luar biasa, hutan yang mempesona, bunga yang tidak biasa. Sangat indah, tidak biasa, dan misterius sehingga saya selalu tertarik untuk mengetahuinya: mengapa embun beku menggambar pola salju di jendela? Bisakah pola memprediksi cuaca? Transformasi ajaib apa yang terbentuk pada kaca dan apakah mereka bergantung pada suhu udara?

Ternyata itu air! Uap air transparan, yang selalu ada di udara. Dia juga ada di kamar. Dan di antara bingkai jendela ganda - di mana-mana! Uap air hangat mengendap di jendela kaca yang dingin dan berubah menjadi kristal es, seperti kepingan salju di langit. Ada banyak kristal seperti itu, mereka terhubung satu sama lain. Agar kristalisasi dapat dimulai, kristal es pertama harus mengendap pada sesuatu. Di jendela yang belum membeku, kristal pertama muncul, pertama-tama, di tempat-tempat di mana ada goresan dan kotoran di kaca. Terkadang, pada kaca yang benar-benar tidak beku, embun beku akan merangkai karangan bunga kepingan salju di sepanjang goresan yang nyaris tidak terlihat. Terkadang kaca tampak usang, dan embun beku akan menggambar pola di atasnya, menunjukkan bekas serbet yang digunakan untuk menyeka jendela.

Kristal es pertama pada kaca selalu berupa bintang enam sinar atau batang bersisi enam. Tetapi, meningkat, berkembang, mereka bertemu satu sama lain, saling menekan, membungkuk, membungkuk. Dan pola muncul.

Semakin kuat embun beku di jalan, semakin banyak kristal es yang terbentuk dan

menempel pada goresan dan partikel debu pada kaca.

Selama pertumbuhan kristal, terutama jika pertumbuhannya sangat cepat, sering terbentuk apa yang disebut bentuk kerangka dan kristal bercabang, atau dendrit. Contoh kristal dendritik adalah pola es pada kaca dan kepingan salju.

Di antara kepingan salju ada "pelat", "piramida", "kolom", "jarum", "panah", "bintang" sederhana atau kompleks dengan sinar bercabang tinggi.

Masing-masing dari mereka adalah satu dari jenis. Tetapi pada saat yang sama, mereka semua memiliki enam wajah dan satu sumbu simetri.

Kisi spasial kristal es.

Bola mewakili atom oksigen; posisi atom hidrogen

tidak ditampilkan. Yang pertama mencatat fitur kepingan salju ini adalah astronom Jerman Johannes Kepler.

Para ilmuwan telah menemukan bahwa bentuk kristal salju mengulangi struktur molekul es - kisi kristalnya hanya terdiri dari segi enam.

Ternyata struktur internal kristal salju menentukan penampilannya.

Studi sistematis pertama kristal salju dilakukan pada 1930-an oleh Ukihiro Nakaya Jepang. Dia memilih 41 jenis kepingan salju, membuat klasifikasi pertama dan menemukan bahwa ukuran dan bentuk kristal es yang dihasilkan bergantung pada suhu dan kelembaban.

Pada kaca jendela beku, mudah untuk melihat bagaimana kristal es muncul, tumbuh, dan secara bertahap mengubah bentuknya. Pertama, gambar beku mulai muncul di bagian bawah jendela. Biasanya terakumulasi di sini sejumlah besar air, dan kemudian kristal beku secara bertahap naik.

Dimungkinkan untuk membersihkan "lubang intip" bundar di lapisan es buram yang menutupi jendela dengan menghirup kaca beku atau dengan meletakkan jari di atasnya. Jika Anda berhenti menghangatkan lubang intip, lubang itu akan kembali tertutup lapisan es, seperti lubang es di sungai yang membeku karena hembusan angin es yang dingin.

Jika Anda melihat lebih dekat bagaimana lubang intip menutup, Anda dapat melihat: pertama, jarum tipis membentang dari tepinya ke tengah - pola yang halus dan nyaris tidak terlihat. Dari jarum ini, jarum baru, bulu, bintang bercabang ke samping. Untuk saat ini, seluruh mata ditutupi dengan mereka, seperti renda tertipis, dan lapisan baru jarum dan bintang tumbuh dari tepi mata, menutup tenunan pertama - masing-masing cabang terhubung, bergabung menjadi lapisan berkelanjutan. Ini adalah bagaimana kristal es tumbuh.

Kristal baru selalu mulai tumbuh dari tepi mata, dari lapisan es yang belum mencair. Ada penjelasan sederhana dan dapat dimengerti untuk ini: lebih mudah bagi partikel air untuk menempel pada kisi kristal yang sudah disiapkan daripada mulai membangun kisi baru.

Kristal salju sering tumbuh seperti fraktal, membentuk struktur kompleks yang tidak teratur, yang bagian-bagiannya mirip dengan keseluruhan.

Di alam, fraktal dapat dilihat di mana-mana - dalam garis besar gunung, sungai, pantai, pohon, sistem vaskular ... Dan dalam pola dingin di jendela!

Fraktal adalah himpunan dengan struktur bercabang dan bergerigi yang sangat tidak beraturan. Istilah ini diperkenalkan oleh B. Mandelbort pada tahun 1975, meskipun objek tersebut telah dipelajari dalam matematika sejak akhir abad ke-19. Karakteristik utama dari fraktal adalah dimensi pecahannya.

Ketika udara mendingin, kadar airnya berkurang, kelebihan air mengembun kaca jendela. Ketika suhu udara turun di bawah 0ºС, air mengkristal.

Mengapa gambar muncul di kaca jendela dalam cuaca dingin? Di satu sisi, kristal itu sendiri memiliki strukturnya sendiri, yang menentukan polanya. Selain itu, goresan pada permukaan kaca, partikel debu, aliran udara membantu Sinterklas menciptakan pola yang indah di jendela.