nasze media Najnowszy numer MGN 11/2020

Tomasz Rożek

|

MGN 11/2012

dodane 15.01.2013 11:53

Miniaturowe kropelki

Mgłę tworzą miliardy maleńkich kropelek. Niby wszystko jasne, ale skąd one się wzięły w powietrzu?

„Dymek” wylatujący z ust podczas oddychania w chłodny dzień, to nie żadna para wodna tylko płynna woda. Jaka to różnica? Para wodna to woda w stanie gazowym. A gazu nie widać. „Dymek” natomiast to miliony kropelek płynnej wody. Taki sam „dymek” wydostaje się z czajnika czy z garnka, w którym gotuje się woda. A teraz uwaga! I oddech „widoczny” zimą, i „dymek” z czajnika to dokładnie to samo, co mgła.

100 kropli na milimetrze

Para wodna wylatując przez dziubek czajnika trafia do dużo chłodniejszego powietrza, gdzie następuje jej skraplanie. Ze stanu gazowego woda przechodzi w stan płynny, a powstające wtedy maleńkie kropelki wody tworzą charakterystyczną mgiełkę. W zimniejszym powietrzu „mieści” się mniej pary wodnej niż w gorącym. Gdy więc gorące powietrze „wypchane” parą wodną zacznie się ochładzać, „wytrąca się” nadmiar pary wodnej, czyli skrapla się. Kropelki mają średnicę około 0,01 mm, czyli na jednym milimetrze zmieści się ich 100. Dla porównania, krople deszczu mają około 3-4 mm średnicy.
Mgła utrudniająca jazdę samochodom i lądowanie samolotom powstaje tak samo jak mgiełka powstająca przy wylocie z czajnika. Szczególnie często mgły występują jesienią, bo wtedy właśnie różnice temperatur między dniem i nocą są największe. Natomiast mgły rzadko występują na obszarach, gdzie nie ma zbiorników wodnych. Gdy w ciągu dnia mocno świeci słońce, woda z rzek, jezior czy podmokłych łąk paruje. Gdy słońce zachodzi, temperatura otoczenia spada, a w wilgotnym i stygnącym powietrzu zaczynają pojawiać się miniaturowe kropelki wody, czyli mgła.

W kotlinie tak, w mieście nie

Mimo, że mamy radary pogodowe, korzystamy z informacji satelitów i innych urządzeń meteorologicznych, mgłę bardzo trudno przewidzieć. Dlaczego? Bo zwykle występuje ona miejscowo i jest zjawiskiem bardzo zmiennym. Powstaje w wyniku miejscowej zmiany temperatury i przeważnie zależy od wilgotności powietrza w tym miejscu. Czasami obszar mgieł, to zaledwie kilkaset metrów kwadratowych. A tak szczegółowo żadne urządzenia nie rejestrują warunków pogodowych.
Zresztą, nie chodzi tylko o dane meteorologiczne, ale także o rzeźbę terenu czy jego zalesienie. Mgły częściej występują w kotlinach i dolinach, bo tam szybciej ochładza się grunt i rzadziej wieją wiatry, które rozwiewają mgły. W miastach i dużych aglomeracjach mgły występują rzadko, bo zwykle jest tam cieplej i bardziej sucho. Poza tym budynki i czarny asfalt nagrzewają się, więc różnice temperatur między dniem i nocą nie są aż tak duże jak poza miastem.

Dlaczego mgła jest biała?
Skoro mgła to zbiór miliardów przezroczystych kropelek wody, to dlaczego ogranicza widoczność?  Każda kropelka mgły, na którą padnie promień światła działa jak pryzmat i rozprasza go. Promienie światła we mgle poruszają się nie w liniach prostych, ale chaotycznie. Część promieni światła z reflektora samochodowego są odbijane z powrotem, jak od powierzchni lustra. Zaburzenia w rozchodzeniu się fal świetlnych powodują, że spada odległość, na jakiej ludzkie oko potrafi dostrzegać przedmioty. Gdy mgła jest gęsta, widoczność może spaść nawet do kilkunastu centymetrów. Można wtedy mieć wrażenie, że na ziemię spadła gęsta chmura. I będzie w tym sporo prawdy, bo chmura, to też mgła.
I jeszcze jedno. Dlaczego w samochodach światła przeciwmgielne montuje się poniżej świateł „normalnych”? Dlatego, że przy gruncie mgła zwykle nie występuje. A to dlatego, że asfalt ogrzany w ciągu dnia ochładza się znacznie wolniej niż powietrze. Przy samej jezdni panuje więc wyższa temperatura niż np. pół metra nad nią. A w wyższej temperaturze woda występuje w stanie gazowym, a więc jest przezroczysta.

Miniaturowe kropelki  

Doświadczenie

Mgła w butelce
Potrzebne do doświadczenia:
- 1,5 litrowa plastikowa butelka (lepsza jest 2l) zamykana na „dziubek” a nie na nakrętkę;
- patyczek do szaszłyków (może być zapałka)
- świeczka

Do butelki wlewamy niewielką ilość wody, zamykamy szczelnie i potrząsamy. Po chwili we wnętrzu panuje bardzo wysoka wilgotność.

Szybkie ściskanie butelki zwiększa w niej ciśnienia gazu i podwyższa temperaturę. Wystarczy butelkę puścić, by ciśnienie i temperatura szybko spadły. Para wodna powinna skroplić się tak samo, jak skrapla się wlatując z gorącego czajnika do chłodniejszego powietrza w kuchni.
Jednak ściskanie i puszczanie butelki niczego nie zmienia. Nic się nie skrapla. Dlaczego?

Żeby para mogła się skroplić, w powietrzu musi znaleźć się coś, o co mikroskopijne kropelki wody mogą się „złapać”. Mogą to być pyłki albo np. spaliny, kurz czy cząsteczki dymu.
Wprowadźmy więc do środka butelki trochę dymu. Najlepiej patyczek czy zapałkę zapalić i od razu zdmuchnąć płomień. Dymiącą końcówkę przytknąć do otwartego (nie odkręconego!) dziubka butelki i kilka razy lekko ją nacisnąć i puścić. A butelkę od razu szczelnie zamknąć.

Teraz doświadczenie można powtórzyć

Mocno ściskamy butelkę, następnie szybko puszczamy. I tak kilka razy. Pojawia się mgła?

Miniaturowe kropelki  

To doświadczenie pokazuje nie tylko jak tworzy się mgła i jakie znaczenie ma temperatura. Jest jeszcze coś. W krystalicznie czystym powietrzu mgła prawie nigdy się nie tworzy. By para wodna mogła się skroplić, potrzebuje „rusztowania”, czyli niewielkiego zanieczyszczenia.

 

« 1 »
oceń artykuł Pobieranie..

Najaktywniejsi użytkownicy

  • 2
    kawa
  • 3
    Mikotka
    ostatnia aktywność: 03.04.2020
    łączna liczba komentarzy: 44
  • 4
    Nacixxx
    ostatnia aktywność: 28.01.2020
    łączna liczba komentarzy: 7
  • 5
    kociaczek

Najwyżej docenione