Почему на пластиковых окнах нет морозных узоров. Проект "Почему на окнах появляются морозные узоры?"

Морозные узоры на оконных стеклах - это, по сути, то же самое, что и иней, который образуется на земле и на ветвях деревьев. Механизм образования инея и этих узоров одинаков.

Если воздух охлаждается, то в нем снижается содержание влаги. Морозные узоры на стекле и иголки инея образуются в том случае, если влажный воздух охлаждается до точки замерзания воды, то есть до 0°С. При этой температуре происходит конденсация избытка влаги, содержащегося во влажном воздухе, на холодных поверхностях. При этом вода кристаллизуется, то есть превращается в мельчайшие кристаллики льда. Таким образом, вода, содержащаяся во влажном воздухе, при 0°С переходит из газообразного состояния в твердое (кристаллическое), минуя жидкую фазу.

Почему же кристаллики льда образуют такие причудливые формы? Виной тому неровности и царапинки на поверхности стекла. На них ледяные кристаллики образуются в первую очередь. Кристаллики осаждаются один за другим, друг на друга - и получаются удивительные неповторимые узоры. Помимо неровностей стекла, в "рисовании" узоров участвуют частички пыли на поверхности стекла и воздушные потоки.

Среди разнообразия морозных узоров наиболее часто можно встретить древовидные структуры - их называют дендритами и волокнистые формы - трихиты.

Дендриты образуются, если влажность воздуха повышена, а охлаждение стекла началось еще при положительной температуре и продолжалось при дальнейшем понижении температуры. В этом случае на стекле сначала образуется водяная пленка, которая при замерзании кристаллизуются в виде дендритов. Чаще всего этот процесс начинается в нижней части стекла, потому что там под воздействием силы тяжести скапливается больше воды. Именно поэтому в нижней части оконных стекол дендриты обычно более крупные, а чем выше, тем ледяные "веточки" тоньше и мельче. Если же стекло увлажняется при охлаждении равномерно, то есть покрывается более-менее ровной пленкой воды, то "ветки" дендритов примерно одинаковы по величине по всей поверхности стекла.

Если на стекле есть царапины, то на их острых краях образуется второй вид узоров - трихиты. Сначала образуются узкие параллельные кристаллические полоски. При дальнейшем охлаждении "вырисовываются" волокна, отходящие от основного "стебля". Чаще всего и "стебель" и "волокна", отходящие от него, не прямые, а слегка изогнуты.

Можно ли сделать так, чтобы морозные узоры не появлялись на оконных стеклах зимой? Можно!

Мы уже говорили о том, что непременным условием образования морозных узоров является повышенное содержание влаги в воздухе и холодное стекло. Если исключить любой из этих факторов, Дед Мороз не сможет украшать оконные стекла своими картинами.

Так, например, можно уменьшить влажность воздуха у поверхности стекла, тогда конденсации воды на нем происходить не будет. Для этого можно поставить между оконными стеклами стакан с концентрированной серной кислотой - известно, что она хорошо поглощает влагу из воздуха.

Второй путь - не допустить, чтобы стекло сильно охлаждалось. Делают это путем тщательной теплоизоляции внешнего оконного стекла в местах его соприкосновения с рамой.

В морозные дни на окнах появляются потрясающие ледяные узоры в виде необыкновенных звезд, причудливых завитков, сказочных деревьев и цветов. Чтобы на окнах расцвели ледяные сады, необходимо, чтобы воздух в помещении был влажным, а за окном была минусовая температура.

Почему на окне появляются морозные узоры

Все помнят притчу о том, что морозные узоры на окне рисует Дедушка Мороз. Он незаметно подкрадывается ночью к окну и выводит на нем тонкой ледяной кисточкой неповторимые морозные картины. На самом деле все гораздо прозаичнее. Если в помещении влажный воздух, а на улице температура от нуля градусов Цельсия и ниже, то лишняя влага конденсируется на холодной поверхности стекла. Здесь водяной пар охлаждается и переходит из парообразного состояния в твердое, образуя тонкие кристаллы.

Как формируются ледяные кристаллы

Любое идеальное с виду стекло имеет микроскопические зазубрины и царапины. Влага, которая оседает на поверхности стекла, кристаллизуется прежде всего на этих мельчайших дефектах, и только потом к первым кристаллам цепляются новые и новые, формируя узоры. Порой для появления ледяных узоров достаточно пылинок, которыми усеяна поверхность стекла, или разводов, которые остаются после мытья окон. А еще появлению узоров способствуют сквозняки и воздушные потоки. По способу образования морозные узоры делятся на два вида: дендриты – ветвистые узоры, которые напоминают деревья, и трихиты, которые больше похожи на звезды.

Древовидные узоры дендриты

Дендриты образуются в нижней части стекла, где слой воды толще. Здесь появляются широкие стволы морозных узоров, на которых постепенно вырастают более тонкие веточки. Дендриты в нижней части стекла получаются широкими и толстыми, а в верхней части – более узкими и тонкими. Такой морозный узор напоминает чащу непроходимого сказочного леса.

Звездчатые узоры трихиты

Если на стекле много зазубрин, пылинок и царапин, то на нем появляются трихиты – морозные узоры, похожие на звездочки. Сначала замерзает эпицентр узора – пылинка или зазубрина, а потом к ней присоединяются, словно лучики, другие кристаллы. В результате морозные узоры становятся похожими на скопление снежинок или . Когда температура за окном понижается, трихиты образуют плотные ледяные волокна.

Когда узоры на окнах не появляются

Если влажность воздуха в комнате невысокая, а окно имеет хорошую теплоизоляцию, то конденсат на стекле не образуется и морозные узоры не появляются. Вот почему ледяные росписи, столь привычные для жителей домов со старыми деревянными окнами, не балуют своим появлением жителей квартир с качественными пластиковыми окнами.

Хаотичные линии, широкие полосы и дуги, мельчайшие древесные мотивы… Главный художник зимой — мороз, который рисует на окнах неповторимые картины. Как это происходит?

Если говорить научным языком, то происходит заиндевение внутренней поверхности стекла. Дело в том, что температура воздуха вблизи окон в зимнее время года всегда ниже, чем в остальном помещении. Холодный воздух не может содержать столько же влаги, сколько и теплый, он выпадает в виде инея зимой или росы летом. Если температура стекла выше нуля, то окна покрываются мельчайшими капельками влаги — запотевают (те, кто носят очки, поймут, о чем речь). А если ниже нуля, то водяной пар оседает не в виде капель воды, а сразу в виде кристалликов льда (то есть происходит переход воды из газообразного состояния сразу в твердое — сублимация). Такие кристаллы льда (иней) и покрывают тонким слоем стекло.

А рисунок связан с движениями воздуха в помещении: двигаются люди, работает вытяжка, окна открываются для проветривания, есть щели в рамах и т. п. Важную роль играют особенности поверхности стекла (мельчайшие царапины, пыль или отпечатки пальцев и др.). Сочетание этих факторов и формирует неповторимый морозный узор.

Заиндеветь, кстати, могут не только окна, но и любые охлажденные до отрицательной температуры предметы, которые с улицы внесены в теплое помещение. Просто выглядит иней на них не так эффектно, да и предметы эти обычно быстро нагреваются до комнатной температуры. Другое дело — окна, низкая температура которых поддерживается внешним холодом.

И главное — рисунок на окнах говорит еще и о том, что в помещении плохая теплоизоляция. В современных стеклопакетах, где используется два или даже три стекла, морозные узоры уже не образуются. В этом случае между стеклами находится вакуум с нулевым содержанием влаги и на холодном стекле (на том, что соседствует с улицей) просто нечему оседать. Сейчас удел морозных узоров — дома в деревнях, окна некоторых автобусов и троллейбусов. Прогресс оставляет романтику в прошлом…

В морозные зимние дни на окнах с деревянными рамами можно увидеть причудливые узоры. Современные технологии делают атмосферу в наших квартирах более комфортной. Поэтому на пластиковых окнах таких узоров мы уже не наблюдаем. В чем же разница и почему на старых окнах мороз рисует узоры? Как вы уже наверное догадались, всё дело в герметичности окон. Но обо всём по порядку.

Как образуются узоры на окнах зимой

При охлаждении воздуха до нуля градусов, его влажность значительно снижается. Влага конденсируется на каких-то поверхностях. В такую погоду на улице образуется иней на деревьях. Аналогичный процесс происходит, когда мороз рисует узоры на окнах.

Рисунок на стекле говорит о плохой теплоизоляции. Именно поэтому на современных герметичных пластиковых окнах морозных узоров не бывает.

Интересно, что узоры делятся на два вида:

• дендриты - напоминающие деревья;
• трихиты - волокнистые рисунки похожие на листья папоротника.

Дендриты образуются при повышенной влажности воздуха, когда температура постепенно начинает снижаться. В этом случае вода скапливается в нижней части окна. Здесь и образуются сначала крупные веточки, которые кверху становятся всё тоньше.

Для образования трихитов на окне должны быть неровности, мелкие царапинки или пылинки. Тогда кристаллики льда используют их как основу для образования тонких волокон, отходящих в обе стороны от более толстого стебля. Так как обычно на стекле всегда найдутся пылинки или царапинки, то чаще можно увидеть зимой именно трихиты.

Как избежать образования узоров

Для того, чтобы морозные узоры не покрывали стекло, необходимо уменьшить влажность воздуха. Для этого хозяйки ставят между деревянными рамами стакан или другую ёмкость с солью. Соль является хорошим поглотителем влаги.

Ещё один метод - не дать стеклу сильно остужаться. Этого добиваются путём хорошей теплоизоляции в местах стыковки внешнего стекла с рамой. Для этого места установки стёкол промазывают прозрачным герметиком и после этого прибивают штапики.

Хотя морозные рисунки на стекле выглядят сказочно красиво, всё же теплоизоляция дома важнее. Поэтому большинство старых окон с деревянными рамами уже заменены пластиковыми. Они не только лучше сберегают тепло в квартире, но и становятся надёжной защитой от пыли и шума, что для жителей центральных улиц города очень важно. Сейчас такие узоры на окнах можно увидеть только в старых домах в сёлах или в троллейбусах в

Людмила Полюхова
Конспект занятия «Откуда на окнах берутся морозные узоры»

Откуда на окнах берутся морозные узоры

Цели занятия :

Обогатить познавательный уровень детей в области природных явлений; - формировать в детях умение наблюдать – видеть в обычном необычное; вызвать у детей интерес к зимним явлениям природы; - - воспитывать у детей любовь к природе родного края; к художественному слову (стихи, загадки, приметы) ;

Развивать зрительную наблюдательность, способность замечать необычное в окружающем мире;

Развивать воображение.

Ход занятия

Ребята, сегодня я вам расскажу сказку о Зиме, но не простую, а волшебную. Она очень любит делать чудеса. Жила маленькая Капелька на большом белом облаке. Жила она одна и скучно ей было. Захотела Капелька посмотреть, а что там за облаком. Решила она спрыгнуть из облака. Только она полетела вниз, как вдруг превратилась в красивую Снежинку.

Ребята, подскажите, почему же Капелька превратилась в Снежинку? (ответы детей) . Давайте вспомним, что же происходит с водой зимой? (ответы детей) .

А теперь послушайте стихотворение и скажите, о чем я сегодня вам расскажу.

Я сегодня поутру не смогла Оторвать свои глаза от стекла.

Вот опять мне свой сюрприз приподнёс

Этот сказочный художник Мороз . Предо мной предстало чудо явление -

Художника морозного плод творения

Он не просто там что - то малюет,

А он сказку на окне рисует.

О чём я сегодня вам расскажу? (ответы детей) . Ребята я предлагаю вам посмотреть, какие бывают узоры (просмотр презентации «Морозные узоры на окне » ).

Каждую зиму у нас на окнах происходят чудеса , появляются невероятной красоты узоры ! Всегда было интересно, откуда они появляются , и кто их рисует?

Чудесные картины, которые появляются, могут напоминать то пальмовые леса, то гирлянды цветов, то ветви елей. Как же появляются эти причудливые морозные узоры на окнах ?

Ребята, а как вы думаете, как Мороз эти узоры рисует ?

(Мнения детей : Дует на стекла холодом, по волшебству, бросает на окна снежинки , и они приклеиваются к окошку.)

На самом деле от холодного, морозного воздуха капельки воды, которые присутствуют в воздухе, оседают на холодном стекле, замерзают и превращаются в льдинки, похожие на тончайшие иголочки, которые расходятся в разные стороны по стеклу. За холодную ночь их образуется много-много, они как бы нарастают друг на

друга. И в итоге получаются разные узоры и рисунки , в которых можно даже увидеть очертания знакомых предметов. Вот, оказывается, как образуются морозные узоры , а художником здесь, без сомнений, является Мороз . Получается такая красота, что ни в сказке сказать, ни пером описать. Кстати, в Германии морозные узоры на стекле так и называют – «ледяные цветы» .

Узоры бывают разные : одни образуются в нижней части окна , другие – в виде узких полосок инея, которые будут являться стеблем растения.

Одна девочка решила понаблюдать за тем, как образуются морозные узоры . «Настало морозное утро . Проснувшись, я посмотрела в окно. На стекле причудливо сверкали на солнце ледяные узоры , которые нарисовал на окне мороз . Трудно поверить, что все это нарисовано без помощи человеческих рук. Особенно красиво, когда на окно падает солнечный луч, тогда вся картинка сверкает. Наблюдая за снежными узорами , я заметила, что они цветные : то голубые в пасмурную погоду, то желтые на солнце, то розовые и лиловые – на закате. В вечернее время, когда за окном становится совсем темно и стекло выглядит черным, морозные узоры сверкают , как звезды.

Интересные узоры я наблюдала и на окнах папиной машины . Стекло как бы покрывается шубой из ледяных иголок. Едем, стекла заморожены , папе не нравится, а мне красивейшая картина рисуется на стекле».

На всех ли окнах появляются морозные узоры ? Оказывается, нет. Узоры не появляются на окне, если открыта форточка. При качественной заделке стёкол, узоры на стекле не появляются, т. к. нет перепада температур. Узоры на стекле недолговечны – начинает пригревать солнышко, и морозные узоры становятся менее четкими, расплываются и стекают струйками воды вниз по стеклу. Они исчезают безвозвратно.

Про морозные узоры есть приметы , загадки и стихи. Давным-давно по

морозным узорам люди определяли погоду :

Если веточки узоров направлены вниз погода будет снежной и пасмурной;

Если вверх – ясной и солнечной (показ иллюстраций морозных узоров ) .

Отгадайте загадки :

Побелело за ночь всюду, Дунул ветер, и мороз

А у нас в квартире чудо! Снег нам с севера принёс.

За окошком двор исчез. Только вот с тех самых пор

Там волшебный вырос лес! На стекле моём.

Стихотворение :

Не дождавшись тепла,

Среди зимнего дня,

Распустились цветы,

На окне у меня.

Подошла я к цветам,

Стала мокрой щека,

Оттого что окна

Я коснулась слегка.

Подошла я к цветам,

Но не пахли они.

Для чего ж они выросли,

В зимние дни?

А ведь морозные узоры можно нарисовать самим, для этого даже продаются специальные краски и предлагаются другие варианты разрисовывать стекло (зубной пастой, белой гуашью или искусственным снегом) . Но никто из людей не сможет сделать так затейливо, так волшебно, как это умеет делать природа (или Дед Мороз ) .

Ребята, что интересного сегодня вы узнали? Что понравилось больше всего? Какие приметы вы запомнили? Расскажите о них своим родителям.