Почему не рисует мороз на пластиковых окнах. Почему на окнах появляются морозные узоры? Когда узоры на окнах не появляются

Отвечает Александр Чернокульский,

старший научный сотрудник Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, шеф-редактор сайта «Метео-ТВ»

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…

Символом зимы в прошлые века являлись не только лютые морозы и снежные сугробы, но и ледяные узоры на окнах, которые по старинному поверью рисует сам Дед Мороз. Ледяные кристаллы образуют на стекле в неповторимые картины, в которых можно разглядеть лесную чащу, необычных животных, сказочные деревья и цветы, море, звезды. 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 Дед 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 оконного стекла. Здесь водяной пар охлаждается и переходит из парообразного состояния в твердое, образуя тонкие кристаллы.

Любое идеальное с виду 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.

Почему на пластиковых окнах нет узоров?

Узоры на окнах морозной зимой появляются когда на поверхности холодного стекла конденсируются пары воды из воздуха и далее кристаллизуются, образуя лёд. Другими словами, стекло и слой прилегающего воздуха должны быть достаточно холодными. У пластиковых окон термоизоляционные свойства лучше, чем у деревянных окон, поэтому температура стекла с внутренней стороны выше. Следовательно, конденсация с кристаллизацией протекают хуже. Проще говоря – старые деревянные окна «дышат» и холод поступает в квартиры, и от перепада температур образуются узоры.

Старые деревянные окна - это двойные рамы, в которые вставлены одинарные стёкла без стелопакетов. Рамы не герметичные, между ними (и значит, между стёклами) - обычный комнатный воздух, на холодном стекле идут процессы конденсации влаги и кристаллизации. А в окнах ПВХ используют - два или три стекла, герметично проклеенных. Между стёклами стеклопакета не влажный комнатный воздух, а сухой, очищенный от пыли и влаги или инертный газ. Вот и получается, что на самом холодном наружном стекле конденсироваться нечему - в камере стеклопакета нет влаги, а на внутреннем стекле узоры не образуются, так как оно слишком тёплое.

Есть и другая причина: старые деревянные окна, как правило «грязнее» окон ПВХ, то есть на поверхности таких стёкол больше пыли, а именно на частицах пыли кристаллизуется вода.

Если ледяные узоры появились на окнах ПВХ - это означает, что окна установлены не совсем правильно, недостаточно уплотнены специальной резинкой, стеклопакет не герметичен... Обращайтесь в

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.

Случайно заметила, что давно не видела красивых зимних рисунков на стеклах окон. Раньше, выглянешь в окно утром, а там все в узорах - значит мороз на улице. В этом году установили дома пластиковые окна и теперь, несмотря на пришедшие сильные холода - на окнах ничего нет. И мне стало интересно, почему так происходит,- обратилась в редакцию ижевчанка Надежда Захаржевская.
Отвечает Всеволод Плотников, конструктор алюминиевых конструкций и окон ПВХ одной из ижевских фирм.
- Главная причина вот в чём: узоры на окнах морозной зимой появляются в том случае, когда на поверхности холодного стекла конденсируются пары воды из воздуха и далее кристаллизуются, образуя лёд. Другими словами, стекло и слой прилегающего воздуха должны быть достаточно холодными. У пластиковых окон термоизоляционные свойства лучше, чем у деревянных окон, поэтому температура стекла с внутренней стороны выше. Следовательно, конденсация с кристаллизацией протекают хуже. Проще говоря - старые окна «дышат» и холод поступает в квартиры, и от перепада температур образуются узоры.
Старые окна - это двойные рамы, в которые вставлены одинарные стёкла. Рамы не герметичные, между ними (и, значит, между стёклами) - обычный комнатный воздух, на холодном стекле идут все те процессы конденсации влаги и кристаллизации. А в пластиковые окна вставляют стеклопакеты - два или три стекла, герметично проклеенных. Между стёклами стеклопакета не влажный комнатный воздух, а сухой, очищенный от пыли и влаги, а иногда и не воздух, а инертный газ. Вот и получается, что на самом холодном наружном стекле конденсироваться нечему - в камере стеклопакета нет влаги, а на внутреннем (комнатном) стекле узоры не получаются, так как оно слишком тёплое.
Есть и другая причина: старые деревянные окна, как правило «грязнее» пластиковых, то есть на поверхности таких стёкол больше пыли (даже невидимой). Но именно частицы пыли и являются центрами конденсации и кристаллизации воды.
Но при очень сильных морозах узоры могут образоваться и на пластиковых окнах. Это может быть и от того, что окна установлены не совсем правильно, не достаточно уплотнены специальной резинкой и т.п.
Кстати, такой вопрос, фирмам, занимающимся установкой окон ПВХ, клиенты задают часто.
Другие дурацкие вопросы и ответы на них читайте здесь. По материалам сайта izhlife.ru

Последние новости Удмуртской Республики по теме:
Дурацкий вопрос: ижевчане спрашивают, почему на пластиковых окнах нет узоров от мороза?

Дурацкий вопрос: ижевчане спрашивают, почему на пластиковых окнах нет узоров от мороза? - Ижевск

Случайно заметила, что давно не видела красивых зимних рисунков на стеклах окон.
19:22 19.12.2012 Izh24.Ru

Учиться и повышать квалификацию здесь смогут ребята со всей республики. Ресурсный центр по поддержке добровольчества в сфере культуры безопасности и ЧС открылся в Удмуртии.
Известия Удмуртской Республики
23.11.2019 В республике впервые прошло открытое первенство по кибатлетике «Ижевск-2019».
Президент и Правительство УР
23.11.2019