Номер 7.55, страница 42 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 7. Испарение, конденсация, кипение - номер 7.55, страница 42.

Условие.

7.55. Почему оконные стекла зимой покрываются узорами из инея?

Решение.

Узоры из инея на оконных стеклах зимой появляются из-за процесса кристаллизации водяного пара, который всегда присутствует в воздухе жилых помещений. В холодное время года температура на улице опускается ниже нуля, в то время как в комнате поддерживается комфортная температура. Оконное стекло, находясь на границе между теплой и холодной средой, сильно охлаждается, и его внутренняя поверхность часто имеет температуру ниже точки замерзания воды ($0°C$).

Теплый и влажный воздух из комнаты, соприкасаясь с такой холодной поверхностью, резко охлаждается. При этом водяной пар, содержащийся в нем, переходит непосредственно из газообразного состояния в твердое (лед), минуя жидкую фазу. Этот процесс называется десублимацией.

Образование самих узоров связано с особенностями процесса кристаллизации. Он начинается не на всей поверхности сразу, а в определенных точках, так называемых центрах кристаллизации. Ими могут служить микроскопические дефекты на стекле: царапины, пылинки, частички жира. От этих центров начинают расти кристаллы льда. Рост происходит неравномерно, образуя ветвящиеся, древовидные структуры, похожие на листья папоротника. Такие структуры называются дендритами. Форма и сложность узоров зависят от множества условий: влажности воздуха, температуры поверхности стекла, скорости ее охлаждения и наличия конвекционных потоков воздуха у окна. Именно поэтому морозные узоры всегда уникальны.

Ответ:
Морозные узоры на стеклах — это кристаллы льда (иней), которые образуются в результате десублимации (прямого перехода из пара в твердое состояние) водяного пара из теплого комнатного воздуха на холодной поверхности окна, температура которой ниже $0°C$. Причудливая форма узоров объясняется ростом кристаллов льда от центров кристаллизации (микронеровностей на стекле) в виде ветвящихся структур (дендритов).