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Schneeflockenchemie – Häufige Fragen

Haben Sie sich jemals eine Schneeflocke angesehen und sich gefragt, wie sie sich gebildet hat oder warum sie anders aussieht als anderer Schnee, den Sie vielleicht gesehen haben? Schneeflocken sind eine besondere Form von Wassereis. Schneeflocken bilden sich in Wolken, die aus Wasserdampf bestehen. Wenn die Temperatur 0 ° C oder kälter ist, verwandelt sich Wasser von seiner flüssigen Form in Eis. Verschiedene Faktoren beeinflussen die Schneeflockenbildung. Temperatur, Luftströmungen und Luftfeuchtigkeit beeinflussen Form und Größe. Schmutz- und Staubpartikel können sich im Wasser vermischen und das Kristallgewicht und die Haltbarkeit beeinträchtigen. Die Schmutzpartikel machen die Schneeflocke schwerer und können Risse und Brüche im Kristall verursachen und das Schmelzen erleichtern. Die Bildung von Schneeflocken ist ein dynamischer Prozess. Eine Schneeflocke kann vielen verschiedenen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sein, manchmal schmelzen, manchmal Wachstum verursachen und immer ihre Struktur ändern.

Wichtige Imbissbuden: Fragen zu Schneeflocken

  • Schneeflocken sind Wasserkristalle, die als Niederschlag fallen, wenn es draußen kalt ist. Manchmal fällt jedoch Schnee, wenn er leicht über dem Gefrierpunkt des Wassers liegt, und manchmal fällt gefrierender Regen, wenn die Temperatur unter dem Gefrierpunkt liegt.
  • Schneeflocken gibt es in verschiedenen Formen. Die Form hängt von der Temperatur ab.
  • Zwei Schneeflocken können mit bloßem Auge identisch aussehen, unterscheiden sich jedoch auf molekularer Ebene.
  • Schnee sieht weiß aus, weil die Flocken Licht streuen. Bei schwachem Licht erscheint Schnee hellblau, was die Farbe eines großen Wasservolumens hat.

 

Was sind übliche Schneeflockenformen?

Wenn Sie eine Schneeflocke zeichnen, zeichnen Sie wahrscheinlich die bekannte sechsseitige Form. Schneeflocken nehmen jedoch tatsächlich verschiedene Formen an, abhängig von der Temperatur und dem Ort, an dem sie sich gebildet haben. Im Allgemeinen sind sechsseitige hexagonale Kristalle in hohen Wolken geformt; Nadeln oder flache sechsseitige Kristalle sind in Wolken mittlerer Höhe geformt, und in tiefen Wolken bilden sich eine Vielzahl sechsseitiger Formen. Kältere Temperaturen erzeugen Schneeflocken mit schärferen Spitzen an den Seiten der Kristalle und können zu einer Verzweigung der Schneeflockenarme (Dendriten) führen. Schneeflocken, die unter wärmeren Bedingungen wachsen, wachsen langsamer, was zu glatteren, weniger komplizierten Formen führt.

  • 32-25 ° F – Dünne sechseckige Platten
  • 25-21 ° F – Nadeln
  • 21-14 ° F – Hohlsäulen
  • 14-10 ° F – Sektorplatten (Sechsecke mit Vertiefungen)
  • 10-3 ° F – Dendriten (sechseckige Spitzenformen)
Die Form einer Schneeflocke hängt von der Temperatur ab, bei der sie sich gebildet hat. 221A / Getty Images

 

Warum sind Schneeflocken symmetrisch (auf allen Seiten gleich)?

Erstens sind nicht alle Schneeflocken auf allen Seiten gleich. Ungleichmäßige Temperaturen, Schmutz und andere Faktoren können dazu führen, dass eine Schneeflocke schief läuft. Es ist jedoch wahr, dass viele Schneeflocken symmetrisch und kompliziert sind. Dies liegt daran, dass die Form einer Schneeflocke die innere Ordnung der Wassermoleküle widerspiegelt. Wassermoleküle im festen Zustand, wie in Eis und Schnee, bilden schwache Bindungen (sogenannte Wasserstoffbrückenbindungen. miteinander. Diese geordneten Anordnungen führen zu der symmetrischen, sechseckigen Form der Schneeflocke. Während der Kristallisation richten sich die Wassermoleküle aus, um die Anziehungskräfte zu maximieren und die Abstoßungskräfte zu minimieren. Folglich ordnen sich Wassermoleküle in vorbestimmten Räumen und in einer bestimmten Anordnung an. Wassermoleküle ordnen sich einfach so an, dass sie in die Räume passen und die Symmetrie aufrechterhalten.

 

Stimmt es, dass keine zwei Schneeflocken identisch sind?

Ja und nein. Keine zwei Schneeflocken sind exakt identisch, bis auf die genaue Anzahl der Wassermoleküle, den Spin der Elektronen. die Isotopenhäufigkeit von Wasserstoff und Sauerstoff usw. Andererseits ist es möglich, dass zwei Schneeflocken genau gleich aussehen und jede gegebene Schneeflocke wahrscheinlich hat hatte irgendwann in der Geschichte ein gutes Spiel. Da so viele Faktoren die Struktur einer Schneeflocke beeinflussen und sich die Struktur einer Schneeflocke aufgrund der Umgebungsbedingungen ständig ändert, ist es unwahrscheinlich, dass jemand zwei identische Schneeflocken sieht.

 

Wenn Wasser und Eis klar sind, warum sieht Schnee dann weiß aus?

Die kurze Antwort lautet: Schneeflocken haben so viele lichtreflektierende Oberflächen, dass sie das Licht in alle Farben streuen, sodass Schnee weiß erscheint. Die längere Antwort hat damit zu tun, wie das menschliche Auge Farbe wahrnimmt. Auch wenn die Lichtquelle möglicherweise kein wirklich „weißes“ Licht ist (z. B. Sonnenlicht, Leuchtstofflampen und Glühlampen haben alle eine bestimmte Farbe), kompensiert das menschliche Gehirn eine Lichtquelle. Obwohl das Sonnenlicht gelb und das vom Schnee gestreute Licht gelb ist, sieht das Gehirn Schnee als weiß an, da das gesamte vom
Gehirn empfangene Bild einen gelben Farbton aufweist, der automatisch subtrahiert wird.

 

Quellen

Bailey, M.; John Hallett, J. (2004). „Wachstumsraten und Gewohnheiten von Eiskristallen zwischen -20 und -70C“. Zeitschrift für Atmosphärische Wissenschaften . 61 (5): 514–544. doi: 10.1175 / 1520-0469 (2004) 061 <0514: GRAHOI> 2.0.CO; 2

Klesius, M. (2007). „Das Geheimnis der Schneeflocken“. National Geographic . 211 (1): 20. ISSN 0027-9358

Knight, C.; Knight, N. (1973). „Schneekristalle“. Scientific American , vol. 228, no. 1, S. 100-107.

Smalley, IJ (1963). „Symmetrie der Schneekristalle“. Nature 198, Springer Nature Publishing AG.

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