霜起到什么作用?
霜是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小冰晶,属物理现象;而结冰属于化学放热过程。形成霜的条件比形成冰要苛刻得多——空气的温度必须低到0℃以下,同时,相对湿度达到100%。没有发生化雪过程的寒冷天气,是不会出现霜的。所以,有霜的日子,气温必定在0℃以下;相反,气温低于0℃却有阳光的天气,是不可能结霜的。 由于影响天气气候的因素十分复杂,除观测外,人们对自然界中发生的霜现象还难以作出深入的研究和合理的解释。
目前对霜的形成原因主要有以下几种说法: “过冷水凝华说”认为,当温度降到0℃以下时,空气中的水蒸气直接凝华为固体,附着于物体表面,就形成了霜。这就像冬天玻璃上挂着的冰棱,是由空气中的水蒸气直接凝华的结果。这种观点得到了实验证据的支持。
“液体过冻说”认为,空气中可能有含量极微量的过冷却水滴,它在大气层中移动时,遇到冷空气便逐渐冻结,形成了霜。这与在雾中插一根铁丝,湿处比干处结冰快的实验结果相一致。 但上述两种说法都不能完整地解释霜出现的条件及形成的微观原理。因此人们又提出了新的看法。 “碰撞说”认为,气体分子同物体表面的分子不断碰撞,使水分不断地由低温区移向高温区,从而产生蒸汽,这一过程中的热量转移是通过扩散方式进行的。当温度降低到0℃以下时,水分子由于凝结核的作用而部分冷冻成冰,这些微小冰晶随着气流到处飘扬,最后沉积下来并逐步增长,就形成了霜。这个理论比较圆满地解释了形成霜的必要条件与主要原料、过程中的热量来源以及生长速度等的问题。