De ce zăpada este albă, scârțâie și scârțâie sub picioare? De ce scrâșnește zăpada sub picioare? Spuneți copiilor de ce scârțâie zăpada sub picioare

Acasă


Zăpada scârțâie. Pe vreme foarte geroasă, scârțâitul acestuia se aude la câteva zeci de metri distanță. Ce cauzează acest fenomen? De ce sunetele devin mai puternice sau mai slabe când temperatura se schimbă? Se dovedește că scârțâitul este o consecință structura speciala

zăpadă, iar odată cu creșterea/scăderea temperaturii această structură se modifică și se formează sunete diferite.

Fulgi de zăpadă: formare și structură

Zăpada este „alcătuită” din fulgi de zăpadă individuali - formațiuni cristaline formate din apă înghețată (aproximativ 5%) și aer (aproximativ 95%). Compoziția le determină fragilitatea, lejeritatea și rezistența extrem de scăzută, iar proporția predominantă de aer este.

Oamenii de știință au studiat în detaliu procesul de formare a fulgilor de zăpadă. Apa care se evaporă de pe suprafața Pământului se ridică sub formă de abur în atmosferă, unde se răcește și se concentrează în picături, formând nori de ploaie.

Cu o răcire semnificativă, picăturile microscopice, în contact cu particulele de praf, îngheață, formând cristale cu șase colțuri.

Praful, precum și particulele de fum, chiar și insectele devin miezul cristalizării. Cercetătorul de zăpadă A.D. Zamorsky vorbește despre un fulg de zăpadă, în miezul căruia se afla un mic musc - un cristal a crescut în jurul insectei înghețate.


Natura cu șase puncte a cristalului principal al fulgilor de zăpadă se datorează particularității moleculei de apă, datorită căreia unghiul dintre raze poate fi doar de 120° sau 60°. Dar fiecare dintre noi, privind un fulg de nea, a văzut cât de mult mai complex și mai frumos era designul său decât un hexagon obișnuit. Modelarea este cauzată de creșterea altor cristale pe razele principale, cu unghiuri proprii.

Există și fulgi de zăpadă de formă neregulată. S-a format ca urmare a mișcării constante a zăpezii în straturile de aer, unde fie se topește, fie se cristalizează din nou, crescând noi raze pe părțile deformate. La mijlocul secolului al XX-lea, Comisia Zăpadă și Gheață, care este un departament Asociația Internațională hidrologia stiintifica, acceptata ca fundamentala Clasificarea internațională zăpadă. Oamenii de știință au împărțit toți fulgii de zăpadă în zece grupuri mari

. Fiecare ar putea fi acum definit într-una dintre clasele:

— stele sau dendrite;

— dendrite spațiale (complexe);

- cristale neregulate;

- farfurii;

- coloane;

- coloane cu vârf;

- grindina;

— - cereale;.

Fiecare clasă are subspecii, de exemplu - cristale sparte, particule complexe din multe cristale, particule în îngheț și multe altele.


Dezavantajul clasificării este că nu ia în considerare forma și structura boabelor de zăpadă din stratul de zăpadă, care este și mai complexă și mai diversă.

Ce determină forma unui cristal de zăpadă?

Profesorul-cercetător U. Nakaya, angajat al Universității Hokkaido, a studiat această problemă toată viața. La începutul secolului al XX-lea, în 1936, în micul său laborator, a fost primul de pe pământ care a obținut un fulg de zăpadă artificial din punct de vedere al aspectului.

În memoria „stăpânului zăpezii”, japonezii au creat un parc pe teritoriul fostului laborator în care a fost ridicat un monument.

Profesorul a aflat că forma unui cristal de zăpadă depinde de conținutul de umiditate din aer și de temperatura acestuia. Astfel, cei mai frumoși fulgi de zăpadă - stelele - se formează într-un interval îngust de la -14°C la -17°C.

Toate datele au fost obținute și confirmate în mod repetat de U. Nakaya experimental. Procesul nu a primit o justificare teoretică sau o interpretare și așteaptă descoperirea sa.

Cauzele scârțâiturii zăpezii

Este ușor de ghicit din explicațiile anterioare că scârțâitul zăpezii este cristalele care se sparg atunci când sunt apăsate. Când călcăm pe fulgi de zăpadă, razele lor extrem de fragile se sparg.

Scârțâitul și scârțâitul suplimentar este creat de frecarea cristalelor unul împotriva celuilalt. Zăpada scârțâie deosebit de puternic pe vreme rece - 1000–1600 Hz, când cristalele capătă duritate și fragilitate crescute (pentru ei) și pierd lubrifiantul de apă prezent permanent pe suprafața lor - evaporare.

Pe măsură ce temperatura crește, zăpada se topește, evaporarea crește, apa înmoaie frecarea cristalelor, iar fulgii de zăpadă înșiși devin mai puțin fragili - „moi”. Când sunt presate, se sparg și se mototolesc. Sunetul de la distrugerea cristalelor „moi” este în intervalul 250-400 Hz. Când temperatura crește la -6 °C și peste, scârțâitul și scârțâitul slăbesc vizibil până când dispar complet.


Dacă zăpada s-a compactat sau fulgii de zăpadă s-au topit în crustă, legăturile dintre ei devin mult mai puternice și sunt capabile să se strice chiar și la 0°C. Adevărat, nu sună prea mult ca un scârțâit, mai degrabă ca un foșnet sau un zgomot specific.

Copiii sunt capabili să-i încurce pe părinți și pe alți adulți cu întrebări: „De ce este cerul deasupra noastră albastru?”, „De ce strălucește soarele?”, „De ce curge râul?”... Iarna, preferatul lor intrebarea copiilor: „De ce zăpada este albă, scârțâie și scârțâie sub picioare?” Și merită să te ocupi de acest interes imediat, deoarece această iarnă nu este ultima și, dacă taci acum problema, ea va apărea în fața părinților în doar un an.

Culoarea zăpezii

Ne vom da seama de ce zăpada scârțâie sub picioare puțin mai târziu, să ne hotărâm mai întâi asupra primei părți a întrebării. Copiii care sunt copți pentru ea știu deja că zăpada este apă înghețată, adică gheață. Gheața este transparentă și, prin urmare, incoloră, așa că de ce este zăpada albă?

Dacă prinzi un fulg de zăpadă și te uiți atent la el, nu este greu să vezi că este și în mare parte transparent. Dobândește culoare doar atunci când marginile sale reflectă lumina - indiferent dacă este însorit sau artificial. Și dacă fulgii de nea ar fi stivuiți frumos, ar părea transparenți, cu excepția faptului că marginile ar fi vopsite - culoarea cerului sau cel mai apropiat panou publicitar. Cu toate acestea, zăpada cade aleatoriu, marginile sunt expuse la soare în unghiuri diferite, o reflectă și o refractă, din nou haotic. Drept urmare, ochii percep o năvală proaspăt căzută ca fiind perfect albă (desigur, dacă nu există nori pe cer).

Când zăpada scârțâie

Acum rămâne de aflat de ce scârțâie zăpada sub picioare. Ținând cont de faptul că fulgii de zăpadă sunt bucăți de gheață, răspunsul la această întrebare nu este prea dificil. Cristalele de gheață care sunt sunt destul de fragile, deși sunt dure. Atunci când li se aplică presiune (de exemplu, sub greutatea unei persoane care merge pe zăpadă), fulgii de zăpadă se prăbușesc, producând un scrapnet abia audibil. Este însoțită de același scârțâit aproape (dar doar aproape!) tăcut de la frecarea bucăților minuscule de gheață una împotriva celeilalte. Dacă s-ar sparge un singur fulg de zăpadă, urechea umană nu ar putea auzi un sunet atât de mic. Cu toate acestea, există zeci de mii, sau chiar milioane, dintre ele - și scârțâitul devine audibil. În plus, între fulgii de zăpadă individuali apar legături-punți foarte subțiri într-un zgomot de zăpadă din cauza înghețului, invizibile pentru ochi, dar adăugând propria notă la zgomot.

Când zăpada nu scârțâie

Progenitul nu este întotdeauna mulțumit de răspuns: fie îl consideră abstru, fie nu coincide cu viziunea lor asupra lumii. Cu toate acestea, mult mai des apar următoarele întrebări, care decurg logic din explicațiile tale: „Atunci de ce zăpada îți scrâșnește sub picioare pe vreme rece, dar când nu este foarte frig, nu?” În primul rând, pentru că fulgii de zăpadă cu ușoară frig devin mai flexibili, elastici și nu se rup imediat - mulți reușesc să se topească sub presiune. De asemenea, nu există frecare între cristalele individuale - este „lubrifiat” de apă, care nu are timp să înghețe. Și nici straturile de punte nu se formează, așa că nu există nimic de spart. În consecință, întrebarea: „De ce zăpada scrâșnește sub picioare” nu va apărea pentru un copil care merge lângă tine. Adevărat, doar până la următoarea vară de frig!

Totuși, părinții care au explicat de ce zăpada le scârțâie sub picioare și și-au șters transpirația de pe frunte cu ușurare nu ar trebui să se relaxeze. Foarte curând copilul lor îi va face fericiți următoarea întrebare- și cine știe cu cât succes se va răspunde.

Zăpada este un semn iarna adevarata. Se formează atunci când micile picături de ploaie îngheață. Pufos zăpadă albă- un adevărat miracol. Copiii fac oameni de zăpadă din ea, se joacă cu bulgări de zăpadă și popoarele nordiceîși construiesc casele din zăpadă. Un strat gros de zăpadă încălzește pământul. Nu permite aerului geros să se apropie de el și menține o temperatură pozitivă adânc în sol.

Ce este zăpada și cum se formează?

Dacă vorbim limbaj științific, atunci zăpada este priveliștea precipitatii atmosferice. Aceasta înseamnă că zăpada cade din cer sub formă de ploaie înghețată. Zăpada este rece, albă și pufoasă. Este format din fulgi de zăpadă individuali care arată ca stele cu șase colțuri. Mă întreb cum se formează zăpada?

Prima condiție pentru apariția zăpezii este frigul. Temperatura la care apa se transformă în gheață este de 0ºC. Când afară se răcește, apa din bălți și lacuri devine acoperită cu gheață (îngheață). În acest moment, norii de ploaie îngheață pe cer. Picăturile de ploaie se transformă în zăpadă în ele.

A doua metodă de formare a zăpezii se numește științific evaporare. Ascultă cum se întâmplă. Dacă vă spălați hainele și le agățați afară iarna, cearceaful umed va îngheța mai întâi și va deveni tare. După câteva zile, foaia se va transforma într-o cârpă moale și uscată. Ce s-a întâmplat? Mai întâi, apa din cearșaf s-a transformat în gheață. Sa întâmplat destul de repede. Apoi gheața a început să se evapore: mici bucăți microscopice de gheață s-au desprins de pe strat și s-au ridicat spre cer. Aceste bucăți de gheață erau atât de mici încât, uitându-ne la foaia de uscare, nu le-am observat zborul.

De ce ninge?

Multe bucăți mici de gheață se găsesc pe înălțimile cerului. Acolo se adună într-un nor de zăpadă. Sunt atât de mulți fulgi de zăpadă în nor încât se unesc mai mulți o dată. Mai multe stele mici de gheață formează un fulg de zăpadă mare, care devine prea greu și cade. Așa începe zăpada.

Nu este nevoie de o foaie umedă pentru a forma un nor mare de zăpadă. Multe bucăți minuscule de gheață se ridică spre cer dintr-un lac, băltoacă sau râu înghețat. Acolo se adună în nori mari de zăpadă.

Vântul poate duce departe un astfel de nor. De exemplu, acolo unde nu este îngheț. Datorită vântului, zăpada poate cădea chiar și în locurile în care lacurile și râurile nu au înghețat încă.

Cum se formează fulgii de zăpadă?

Ați văzut vreodată un fulg de zăpadă la microscop? Arată ca o stea cu șase colțuri. Fiecare capăt al stelei este format dintr-o ramură albă pe care cresc crenguțe albe mici.

Aceste ramuri sunt numite științific cristale. Se intersectează în mijlocul stelei de zăpadă. Fiecare fulg de zăpadă începe să crească din centru - din locul în care ramurile de zăpadă se intersectează. Creșterea unui fulg de zăpadă este similară cu creșterea unui copac: șase trunchiuri cresc din centru, pe fiecare dintre care încep să crească ramuri. Stelele pot avea ramuri diferite (lungi sau scurte, groase sau subțiri), dar numai 6 ramuri mari cresc întotdeauna într-o stea de zăpadă.

Când apa îngheață într-un râu sau o băltoacă, se transformă în gheață. Stelele din gheață sunt situate aproape una de alta. Când ceața sau norul îngheață, stelele sunt situate la o oarecare distanță unele de altele. Dacă sunt prea multe stele, acestea se conectează mai multe odată și cad. Așa se revarsă zăpada dintr-un nor și acoperă drumuri, case și câmpuri. Adulții numesc căderea fulgilor de zăpadă zăpadă.

De ce scârțâie zăpada sub picioare?

Dacă afară este ușor geros (-2 sau -3 ºС), atunci este multă apă în zăpada căzută. Ei spun despre acest tip de zăpadă că este „umedă”. Este ușor să faci bulgări de zăpadă și o femeie de zăpadă din zăpadă umedă și să construiești „cetăți”.

Când gerul devine mai puternic (temperatura aerului scade la -5 sau -10 ºC), zăpada îngheață mai tare și devine uscată. Este imposibil să faci un om de zăpadă din zăpadă uscată, dar scârțâie tare sub picioare. De ce scârțâie zăpada uscată?

Fiecare fulg de nea arată ca o stea mică. Dacă călcăm pe zăpadă, ramurile din fulgii de gheață se sparg. Deci, la spargerea multor fulgi de zăpadă, se formează un scârțâit și scârțâit.

Zăpada scârțâie la orice presiune:

• dacă a fost călcat;
• a mers la schi;
• a mers cu sania.

Zăpada încetează să scârțâie doar când devine aproape caldă (temperatura aerului se apropie de 0ºC). Sau când s-a rostogolit puternic (asta se întâmplă pe tobogane, unde zăpada se rostogolește și se transformă în gheață).

Când scârțâie zăpada foarte tare?

Zăpada poate scârțâi mai tare sau mai liniștit. Când scârțâitul zăpezii devine foarte puternic?

Acest lucru se întâmplă în condiții de îngheț sever. De exemplu, în nordul îndepărtat, la -50ºC, zgomotul zăpezii devine atât de puternic încât poate fi auzit pe strada următoare.

Odată cu încălzirea, când temperatura aerului se apropie de 0ºC, scărcării dispare complet. Fulgii de zăpadă devin moi, pe ramurile lor înghețate apar picături de apă, ceea ce împiedică stelele înghețate să scârțâie.

Oamenii de știință efectuează experimente interesante cu apă înghețată. Se dovedește că apa ne aude și reacționează diferit la cuvintele amabile și nepoliticoase. Despre asta este următorul videoclip.

Zăpada este un tip de precipitații caracteristic unui anumit anotimp al anului. Se formează sus în nori. Particule minuscule de apă se adună în jurul particulelor de praf microscopice și apoi îngheață. Microfulgii de gheață rezultați inițial nu depășesc 0,1 mm în diametru. Pe măsură ce cad, cresc, extinzându-și corpul datorită condensului aerului și umidității pe părțile lor. Mărimea și șiretul fulgilor de zăpadă care cad depind de înălțimea și temperatura norului din care s-au format. Dar de ce în vreme rece zăpada scârțâie sub picioarele tale?

Pentru a înțelege de ce zăpada scârțâie sub picioare, mai întâi trebuie să înțelegeți structura unui fulg de nea.

Structura fulgilor de nea

Structura moleculară a apei este proiectată în așa fel încât, în formarea unui fulg de zăpadă, unghiurile pot fi de numai 120 și 60 de grade. Pe marginile și vârfurile fulgului de zăpadă se formează noi creșteri cristaline, iar straturile următoare îngheață deasupra lor. În urma acestor procese, se nasc diverse forme uimitoare, dar aproape toate seamănă cu forma unei stele.

Materiale conexe:

De ce zăpada se topește mai repede în oraș decât în ​​afara orașului?

Forme de bază ale fulgilor de zăpadă

Oamenii de știință au identificat mai multe forme de bază de fulgi de zăpadă:

1. Acul este un cristal care seamănă cu un ac lung de tricotat din gheață, uneori este gol, iar capetele se ramifică în mai multe excrescențe;
2. Steaua - formațiunea seamănă cu o structură de țesut de fibre de gheață. Fibrele sunt de obicei dispuse în ramificare aleatorie;
3. Dendritele - formate atunci când cristalele de fulgi de nea cresc împreună, formând creșteri ramificate simetrice;
4. Pufos - fulgi de zăpadă care au pierdut unele părți pe parcurs sau s-au rupt complet. Acest lucru se întâmplă din mai multe motive, unul dintre ele este vântul puternic;
5. Coloana - fulgii de nea mari plati, sunt cei mai frecventi, asemanand forma unei coloane sau creion, de obicei hexagonale, ascutit la capat;
6. Placă – vin sub forma unei petale, care este împărțită în sectoare de coaste de gheață.

Ce determină forma fulgilor de zăpadă?

Printre aceste grupuri sunt 48 diverse tipuri formarea fulgilor de zăpadă. Forma fulgilor de nea depinde direct de condițiile de mediu în care se formează. În primul rând, silueta unui fulg de nea este afectată de temperatură; norul este mai rece cu cât este mai sus. Dacă temperatura norului este relativ ridicată - 30 la 0, atunci formarea unui fulg de zăpadă va semăna cu un hexagon cu un corp plat. La temperaturi de la – 5 până la – 3 grade, fulgii de zăpadă seamănă cu cristale în formă de ac. De la – 8 la – 12, forma seamănă din nou cu un hexagon plat, iar la temperaturi de la – 13 până la – 16, se formează fulgi de zăpadă sub formă de stele cristaline.

Materiale conexe:

De ce este albă ca zăpada?

De ce scârțâie zăpada?

După cum s-a descris mai sus, zăpada este o formare de diferite cristale mici. În corpul unui fulg de nea, printre cristale, se află și aer. Când o anumită cantitate de zăpadă este comprimată, aceasta devine mai densă, întreaga compoziție a aerului este deplasată, iar cristalele fulgilor de zăpadă se sparg unul împotriva celuilalt. P Când apare frecarea și fractura, cristalul produce un sunet, care este perceput de urechea umană ca un scrâșnet sau scârțâit. Acest zgomot nu se aude întotdeauna.