Chimica dei fiocchi di neve - Risposte a domande comuni

Hai mai guardato un fiocco di neve e ti sei chiesto come si è formato o perché sembra diverso dall'altra neve che potresti aver visto? I fiocchi di neve sono una forma particolare di ghiaccio d'acqua. I fiocchi di neve si formano in nuvole, che consistono in vapore acqueo. Quando la temperatura è di 32 ° F (0 ° C) o più fredda, l'acqua cambia dalla sua forma liquida al ghiaccio. Diversi fattori influenzano la formazione di fiocchi di neve. Temperatura, correnti d'aria e umidità influenzano la forma e le dimensioni. Le particelle di sporco e polvere possono mescolarsi nell'acqua e influire sul peso dei cristalli e sulla durata. Le particelle di sporco rendono il fiocco di neve più pesante e possono causare incrinature e rotture nel cristallo e facilitare la fusione. La formazione di fiocchi di neve è un processo dinamico. Un fiocco di neve può incontrare molte diverse condizioni ambientali, a volte sciogliendolo, a volte causando crescita, cambiando sempre la sua struttura.

Key Takeaways: Snowflake Questions

• I fiocchi di neve sono cristalli d'acqua che cadono come precipitazioni quando fuori fa freddo. Tuttavia, a volte la neve cade quando è leggermente al di sopra del punto di congelamento dell'acqua e altre volte la pioggia cade quando la temperatura è al di sotto dello zero.
• I fiocchi di neve sono disponibili in varie forme. La forma dipende dalla temperatura.
• Due fiocchi di neve possono sembrare identici a occhio nudo, ma saranno diversi a livello molecolare.
• La neve sembra bianca perché i fiocchi diffondono la luce. In penombra, la neve appare di un azzurro pallido, che è il colore di un grande volume d'acqua.

Quali sono le forme comuni di fiocchi di neve?

Generalmente, i cristalli esagonali a sei facce sono modellati in nuvole alte; aghi o cristalli piatti a sei facce sono modellati in nuvole di media altezza e una grande varietà di forme a sei facce si forma in nuvole basse. Le temperature più fredde producono fiocchi di neve con punte più affilate sui lati dei cristalli e possono portare alla ramificazione delle braccia del fiocco di neve (dendriti). I fiocchi di neve che crescono in condizioni più calde crescono più lentamente, dando vita a forme più lisce e meno intricate.

• 32-25 ° F - Piatti esagonali sottili
• 25-21 ° F - Aghi
• 21-14 ° F - Colonne vuote
• 14-10 ° F - Placche settoriali (esagoni con rientranze)
• 10-3 ° F - Dendriti (forme esagonali di pizzo)

La forma di un fiocco di neve dipende dalla temperatura alla quale si è formata. 221A / Getty Images

Perché i fiocchi di neve sono simmetrici (uguale su tutti i lati)?

Innanzitutto, non tutti i fiocchi di neve sono uguali su tutti i lati. Temperature irregolari, presenza di sporcizia e altri fattori possono causare la caduta di un fiocco di neve. Tuttavia è vero che molti fiocchi di neve sono simmetrici e complessi. Questo perché la forma di un fiocco di neve riflette l'ordine interno delle molecole d'acqua. Le molecole d'acqua allo stato solido, come nel ghiaccio e nella neve, formano legami deboli (chiamati legami idrogeno) tra loro. Queste disposizioni ordinate danno come risultato la forma simmetrica ed esagonale del fiocco di neve. Durante la cristallizzazione, le molecole d'acqua si allineano per massimizzare le forze attrattive e minimizzare le forze repulsive. Di conseguenza, le molecole d'acqua si dispongono in spazi predeterminati e in una disposizione specifica. Le molecole d'acqua si organizzano semplicemente per adattarsi agli spazi e mantenere la simmetria.

È vero che non esistono due fiocchi di neve identici?

Sì e no. Non ci sono due fiocchi di neve Esattamente identico, fino al numero preciso di molecole d'acqua, rotazione di elettroni, abbondanza di isotopi di idrogeno e ossigeno, ecc. D'altra parte, è possibile che due fiocchi di neve si assomiglino esattamente e ogni fiocco di neve probabilmente ha avuto una buona corrispondenza a qualche punto nella storia. Poiché così tanti fattori influenzano la struttura di un fiocco di neve e poiché la struttura di un fiocco di neve cambia costantemente in risposta alle condizioni ambientali, è improbabile che qualcuno veda due fiocchi di neve identici.

Se acqua e ghiaccio sono limpidi, allora perché la neve sembra bianca??

La risposta breve è che i fiocchi di neve hanno così tante superfici che riflettono la luce da disperdere la luce in tutti i suoi colori, quindi la neve appare bianca. La risposta più lunga ha a che fare con il modo in cui l'occhio umano percepisce il colore. Anche se la sorgente di luce potrebbe non essere veramente "bianca" (ad esempio, la luce del sole, la fluorescenza e l'incandescenza hanno tutte un colore particolare), il cervello umano compensa una sorgente di luce. Pertanto, anche se la luce solare è gialla e la luce diffusa dalla neve è gialla, il cervello vede la neve come bianca perché l'intera immagine ricevuta dal cervello ha una tinta gialla che viene automaticamente sottratta.

fonti

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