Есть ли разница между инеем в разное время года?

Наука и жизньНаука

Холод космоса не так уж далёк, как кажется

Кандидат химических наук Максим Абаев

Есть ли разница между инеем, покрывающим зимой ветки деревьев, и инеем, который появляется на траве ранней весной или в первые холодные осенние ночи?

И то и другое не что иное, как лёд — твёрдая форма воды. Хотя иней, пожалуй, самая привлекательная форма воды с художественной точки зрения. Обычные, ничем не примечательные электрические провода, голые деревья или пожухлая трава, покрывшись инеем, словно по мановению волшебной палочки, в момент одеваются в прекрасный, белоснежный наряд. Руки тянутся к фотоаппарату или телефону, чтобы побыстрее запечатлеть эту красоту и поделиться ею со всем миром в соцсетях, сопроводив подписью «Зимняя сказка». Но сказки сказками, а мы приглядимся к этому атмосферному явлению внимательнее.

Иней или изморозь

Начнём с того, что кроме инея существует ещё и изморозь. Несмотря на то, что изморозь и иней выглядят одинаково, между ними есть разница. И очень существенная. Иней образуется на горизонтальных поверхностях в те ночи, когда на небе мало или совсем нет туч. А изморозь может покрывать любые объекты, что горизонтальные, что вертикальные, да и ясной звёздной ночи ей совсем не требуется. Всё потому, что в основе этих двух метеорологических явлений лежат разные процессы.

Изморозь образуется тогда, когда на землю опускается морозный туман, состоящий не из капелек воды, а из маленьких кристалликов льда. Эти уже «готовые» кристаллики намерзают на всё, что попадается им на пути. Именно изморозь мы можем наблюдать зимой во всём её великолепии на башнях, проводах или деревьях.

Останкинская телебашня в Москве, покрытая слоем изморози. Такой вид она нередко принимает в морозную и одновременно влажную погоду зимой.

С инеем ситуация обстоит по-другому. Первый иней появляется, когда до настоящей зимы довольно далеко и температура окружающего воздуха ещё не опускается ниже нуля. Как же так получается, что вода в оставленном на ночь на веранде стакане не замерзает и даже не покрывается коркой льда, а на траве, листьях, автомобилях, стоящих на открытом воздухе, образуется тонкий слой инея? Неужели они каким-то образом могут охладиться ниже температуры окружающей среды?

Законы термодинамики не дают возможности холодному объекту передать тепло более тёплому. Другими словами, горячее всегда остывает, а холодное всегда нагревается. А как же холодильник, спросите вы? Законов он не нарушает, потому что на охлаждение вашего йогурта ниже комнатной температуры он затрачивает энергию и совершает работу. Так кому же отдаёт своё тепло опавший листик (или травинка), да так интенсивно, что его температура падает ниже нуля и на нём может образоваться иней? Чтобы узнать, кто же этот поглотитель тепла, нужно выйти на улицу в ясную безветренную ночь и посмотреть на звёздное небо — он там!

Коты-излучатели

Зовут такого вечно голодного до чужого тепла хищника — космос. Средняя температура космического пространства очень низкая, примерно –270оС. Это значит, что любой предмет в космосе рано или поздно остынет почти до абсолютного нуля. Космосу, правда, от этого будет в прямом смысле ни жарко, ни холодно — слишком уж он бескрайний. Но как же травинка в огороде входит в контакт с далёким и холодным космосом? Всё просто. Любые нагретые тела излучают энергию. Эта энергия, исходящая от очень сильно нагретых объектов, видна невооружённым глазом — они светятся, как наше Солнце или нагретый до белого каления металл. Не такие горячие объекты, вроде пушистых котиков, тоже испускают тепло: его можно увидеть с помощью специальных устройств — тепловизоров. Ну, или почувствовать, поднеся к усатому-полосатому руку.

Искать кота в тёмной комнате лучше всего с помощью тепловизора — прибора, преобразующего тепловое излучение от объектов в видимое изображение. Чем теплее объект, тем больше он «светится». Визуализировать тепловое изображение можно по-разному: либо как чёрно-белое (верхнее фото слева), либо как псевдоцветное, где интенсивность теплового излучения сопоставляется с определённой цветовой шкалой. На фото справа внизу показан тепловой отпечаток, который оставил кот, полежав некоторое время на полу.

Погреем космос

Любые объекты, температура которых хоть на десятую долю градуса выше абсолютного нуля (–273,15оС), излучают энергию в форме электромагнитных волн, или, по-другому, — света. У света есть «длина волны» — характеристика, определяющая его цвет: синий, зелёный, красный, если это свет видимого диапазона. У синего света длина волны короче, у красного — длиннее. У невидимого нами инфракрасного света длина волны ещё больше, чем у красного света. Но весь этот «букет» электромагнитных волн остаётся светом, со всеми присущими ему свойствами, вроде отражения, рассеяния и т. д.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Открыть в приложении