玻璃上的冰花是如何形成的
在寒冷的冬天，人們會看到自己的玻璃上結(jié)滿了冰花，看過去格外的好看，不過很多人都不知道玻璃冰花的形成原因。下面學(xué)習(xí)啦小編給你分享一下玻璃上的冰花是怎么形成的。
玻璃上的冰花形成的原因
冬季，室外溫度很低，窗戶玻璃的溫度也就會大大低于室內(nèi)的氣溫。室內(nèi)其他地方的空氣靠近玻璃時，由于溫度降低，其飽和蒸氣壓會降低，水蒸氣超過了飽和狀態(tài)，于是凝結(jié)就占了優(yōu)勢。如果玻璃溫度不很低，那么水蒸氣將凝結(jié)成水，如果玻璃溫度足夠低，那么水蒸氣就凝結(jié)成冰霜。由于空氣在靠近玻璃處變冷，冷空氣密度較大，向下流動，邊向下流動邊下降溫度。所以，我們可以看到，最先上霜的總是窗戶玻璃的最下方，冰霜最厚的也在那里。
從分子運動的角度看，當(dāng)空氣分子靠近窗戶玻璃時，分子把動能傳給了玻璃，在空氣靠近玻璃向下流動的過程中，動能降低的分子越來越多，他們就凝結(jié)起來了。它們是怎樣凝結(jié)的呢?最開始，由于玻璃上總有一些塵埃，它們能夠吸附水分子，并凝結(jié)起來，然后由于水分子的不斷加入而體積越來越大。水分子是一個又一個地凝結(jié)到凝聚體上面，而且水分子向凝聚體接近的方向又是任意的、不規(guī)則的，因此，這種水的晶體(即冰霜)的生長與液體水的整體結(jié)冰又有所不同。一般地說，在凝聚體尖端部分能夠接觸到空氣中水分子的可能性會更大，水蒸氣也就容易凝結(jié)在那里，不斷的凝結(jié)使尖端長得更長，如此不斷重復(fù)，這樣長出來的晶體往往呈羽毛狀，形成美麗的冰花。如果時間足夠長，水汽足夠多，冰花也就越來越粗壯。但是，如果室內(nèi)溫度較高，冰霜在凝結(jié)形成的過程中同時在融化，融化了又凝結(jié)，這就與普通的冰差別不大了。我們在窗戶玻璃的底部看到了往往是這樣的冰。而在玻璃的上部則能夠看到比較漂亮的窗花。
我家的窗戶有兩層，所以，當(dāng)外面的溫度并不很低時，窗戶上往往并不掛霜。但是，在前幾天，室外的溫度下降到零下十多度時，外層的玻璃上也掛上了冰花。由于兩層窗戶之間只有較少的空氣，所以窗花顯得細(xì)小，而內(nèi)層窗戶又隔絕了許多熱量，使得兩層窗戶之間溫度很低，從而在形成窗花過程中較少地融化，這樣形成的窗花格外細(xì)致，精巧。
水蒸氣的凝結(jié)
眾所周知，通常情況下水有三種狀態(tài)，氣態(tài)(水蒸氣)、液態(tài)(水)和固態(tài)(冰、霜、雪等，它們都是晶體)，液態(tài)和固態(tài)又通稱凝聚態(tài)。它們都有同一種分子即水分子構(gòu)成，水分子由一個氧原子和兩個氫原子組成，氫-氧-氫之間的交角為約104.5o。氧原子帶負(fù)電荷，氫原子帶正電荷。兩個分子接近時，氫原子與另一個分子的氧原子能夠相互吸引，這種分子間的作用稱為氫鍵。
凝聚態(tài)表面動能較大的水分子可以離開液面或晶面成為氣態(tài)(這個過程分別稱為蒸發(fā)或升華，或統(tǒng)稱氣化)，氣態(tài)水分子也可以被凝聚體中的水分子以氫鍵力或其它分子間作用力相吸引，成為凝聚態(tài)中的分子(這個過程稱為凝結(jié))。一般情況下，氣化和凝結(jié)這兩個過程同時存在。在我們?nèi)粘Ｉ畹慕^大多數(shù)情況下，氣化的過程是占著優(yōu)勢的，所以我們洗了的衣物能夠晾干，這是因為空氣中的水分子還不夠多。如果一定空間內(nèi)空氣中水分子不斷增加，氣化的優(yōu)勢就越來越小，當(dāng)水分子增加到一定數(shù)量時，氣化和凝結(jié)兩個過程會達(dá)到平衡，這時候，我們洗的衣物就晾不干了。我們稱這時候空氣中的水蒸氣飽和了，或者說，空氣中的相對濕度達(dá)到了百分之百。如果這時候再繼續(xù)增加空氣中的水分子，即超過了飽和狀態(tài)，那么這些水分子將凝結(jié)起來。
大家知道，在一個容器中，氣體分子越多，產(chǎn)生的壓強就越大?？諝庵兴肿釉蕉啵a(chǎn)生的蒸氣壓也越大。我們把飽和的水蒸氣所產(chǎn)生的蒸氣壓稱為飽和蒸氣壓。利用這個概念，我們可以把上面所說的氣化和凝結(jié)兩個過程相互競爭的情況重新敘述一下：在蒸氣壓沒有達(dá)到飽和時，氣化過程占優(yōu)勢;當(dāng)達(dá)到了飽和蒸氣壓，氣化和凝結(jié)就達(dá)到平衡;當(dāng)蒸氣壓超過了飽和蒸氣壓，那么凝結(jié)過程就會占優(yōu)勢。
飽和蒸氣壓是隨溫度而變化的。所謂溫度升高，就是分子的平均動能增加，凝聚態(tài)的水分子就更容易離開凝聚體，跑到空中，這樣，飽和蒸氣壓就升高。反之，溫度降低，分子的平均動能減少，氣態(tài)水分子就容易凝結(jié)，飽和蒸氣壓就降低。陰天下雨，蒸氣壓接近飽和，我們洗了衣服，晾在那里不容易干，但是烤一烤就干得快了。這就是因為溫度升高，飽和蒸氣壓也升高，原來接近于飽和的蒸氣壓，現(xiàn)在不飽和了，氣化過程優(yōu)勢明顯了，衣服就容易干了。
冰花的形成位置
在寒冷的冬季，室內(nèi)外溫差較大，室內(nèi)溫度較高的水蒸氣在門窗玻璃內(nèi)表面遇冷直接凝華成為固體，形成冰花，而室外的水蒸氣溫度較低，不易在玻璃外表面凝華。
當(dāng)冰塊結(jié)晶體在滿天飛舞的雪花中于房檐上形成 冰凌時，那種呈現(xiàn)六角形的罕見雪花，就稱為 飛雪冰花。這種冰凌十分罕有，大約平均每10年才有一次!
冰花又名未央花，一種美麗的結(jié)晶體，它在飄落過程中成團(tuán)攀聯(lián)在一起，就形成雪片。單個雪花的大小通常在0.05——4.6毫米之間。雪花很輕，單個重量只有0.2——0.5克。無論雪花怎樣輕小，怎樣奇妙萬千，它的結(jié)晶體都是有規(guī)律的六角形，所以古人有“草木之花多五出，度雪花六出”的說法。
雪花為什么多呈六角形，花樣又如此繁多呢?
雪花是由小冰晶增大變來的，而冰的分子以六角形的為最多，因而形成雪花多是六角形的。雪花形狀的多種多樣，則與它形成時的 水汽條件有密切的關(guān)系。
對于六角形片狀冰晶來說，由于它面上、邊上和角上的彎曲程度 不同，相應(yīng)地具有不同的 飽和水汽壓，其中角上的飽和水汽壓最大，邊上次之，平面上最小。在實有 水汽壓相同的情況下，由于冰晶的面、邊、角上的 飽和水汽壓不同，其 凝華增長的情況也不相同。如果云中 水汽不太豐富，實有 水汽壓僅大于平面的飽和水汽壓，水汽只在面上 凝華，這時形成的是柱狀雪花;如果水汽稍多，實有水汽壓大于邊上的飽和水汽壓，水汽在邊上和面上都會發(fā)生凝華，由于凝華的速度還與彎曲程度有關(guān)，彎曲程度大的地方凝華較快，所以在 冰晶邊上凝華比面上快，這時多形成片狀雪花;如果云中水汽非常豐富，實有水汽壓大于角上的飽和水汽壓，這樣在面上、邊上、角上都有水汽凝華，但尖角處位置突出，水汽供應(yīng)最充分，凝華增長得最快，所以多形成 枝狀或星狀雪花。
再加上 冰晶不停地運動，它所處的溫度和濕度條件也不斷變化，這樣就得冰晶各種部分增長的速度不一致，形成多種多樣的雪花。
冰花玻璃的概念
冰花玻璃是一種利用平板玻璃經(jīng)特殊處理形成具不自然冰花紋理的玻璃.
冰花玻璃對通過的光線有漫射作用,如作門窗玻璃,猶如蒙上一層紗簾,看不清室內(nèi)的景物,卻有著良好的透光性能,具有較好的裝飾效果.
冰花玻璃可用無色平板玻璃制造,也可用茶色、藍(lán)色、綠色等彩色玻璃制造.其裝飾效果優(yōu)于壓花玻璃,給人以清新之感,是一種新型的室內(nèi)裝飾玻璃.可用于賓館、酒樓等場所的門窗、隔斷、屏風(fēng)和家庭裝飾.
一、產(chǎn)品的綠色功能，主要是相對與使用者而言。綠色的產(chǎn)品應(yīng)該是不會對人體造成傷害的產(chǎn)品。 (1)非綠色建材：A.木地板中含有對人體有害的物質(zhì)甲醛，表面油漆中的有毒物質(zhì)導(dǎo)致刺鼻、頭痛、乏力、記憶衰退;而且木地板易變形、易滋生細(xì)菌，難護(hù)理。此外，大量使用木材，致使大量森林被砍伐，綠色植物覆蓋率迅速減少。B.天然石材中的放射性元素氡可致癌，且易碎，增加建筑物的荷重。 (2)新型綠色建材：如亞光瓷磚、仿古磚。A.陶師傅仿古磚原材料經(jīng)過精挑細(xì)選，不含有害物質(zhì)及揮發(fā)性氣體和致癌物質(zhì)，放射性檢測嚴(yán)于綠色建材國家標(biāo)準(zhǔn)，避免了一些建材可能對人體造成的傷害。B.陶師傅仿古磚防滑、防污效果優(yōu)良，有效吸收光線，使空間光線柔和，避免光污染。 二、產(chǎn)品的環(huán)保功能，主要是針對產(chǎn)品對環(huán)境的影響而言。環(huán)保的產(chǎn)品應(yīng)該是不會對環(huán)境帶來污染的產(chǎn)品。 (1)非環(huán)保類建材：使用木材，導(dǎo)致森林遭濫伐，破壞生態(tài)環(huán)境;石材使大量山脈被過分開采;石材和拋光磚均需要表面研磨，水電消耗很大，大量砂石粉料混入水中，造成嚴(yán)重的水污染。 (2)新型環(huán)保建材如陶師傅仿古磚：逼真的脈絡(luò)紋理避免了生態(tài)環(huán)境的破壞。木紋系列、仿石材系列仿古磚，從外觀到手感質(zhì)地，無限接近實木地板和天然石材。
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