Что такое снег, и как сделать искусственный снег в домашних условиях
1.1 Что такое снег? Откуда берется и из чего состоит снег. 4
1.2 Историческая справка…………………………………………. 5
1.3 А изучают ли это явление современные ученые. 5
1.4 Качество снега, воспетое поэтами……………………………. 6
1.5 Почему идет снег или дождь. 6
1.6 Почему иногда выпадает снег летом, а дождь зимой. 7
1.7 Снежные рулоны — что это за аномалия. 7
1.8 Процесс формирования снежных рулетов……………………..8
1.9 Интересные факты о снеге………………………………………9
Глава 2. Как сделать искусственный снег в домашних условиях. 10
2.1 Рецепт искусственного снега № 1…………………………….11
2.2 Рецепт искусственного снега № 2……………………………..13
2.3 Рецепт искусственного снега № 3……………………………..15
2.4 Рецепт искусственного снега № 4……………………………..16
Список используемых источников и литературы……………………. 21
Введение
Любому человеку часто зимой хочется тепла, а летом прохлады. В стужу, мы скучаем по летним забавам, но уже летом начинаем мечтать о пушистом и прохладном снеге. Сегодня благодаря науке и то, и другое вполне достижимо и реально. По крайней мере, такое изобретение как искусственный снег уже давно вносит в нашу жизнь радость. Прежде всего, давайте познакомимся с таким явлением как снег. Почему всё таки люди любят снег?
Русская зима ассоциируется с морозами и, конечно же, со снегом. Снегопады, хруст снега под ногами, катание на коньках, лыжах, игры в снежки все это приносит массу удовольствий и детям и взрослым. Всё преображается, становится светлее, на душе приятнее потому, что он очень разнообразный, особенно, на рассвете или на закате (тогда с буйством его нежных пастельных тонов не сравнится даже пышность осенних красок). Каждый раз с приходом зимы и выпадением снега мы переживаем какой-то эмоциональный всплеск. Белое покрывало, накрывшее город, леса и перелески, бескрайние поля и широкие реки и укутавшее деревья в причудливо мерцающие на солнце одежды, не оставит равнодушным ни ребенка, ни взрослого. Можно часами сидеть у окна и наблюдать за тем, как, медленно кружась, пролетают мимо снежинки и тихо опускаются на землю. Можно рассматривать их структуру, пытаясь найти две одинаковые, не переставая удивляться красоте и сложности этого волшебного великолепия. Но снег мы ценим не только за красоту, тут есть и рациональные причины. Ведь снежный покров как большое одеяло, которое защищает землю от злых и холодных ветров. Люди, живущие на севере, издавна приспосабливают снег как отличный строительный материал, например эскимосы, строят себе иглу (дом). Так же от объёма снега зависит уровень воды в водоёмах и реках.
Объект исследования – искусственный снег.
Предмет исследования – процесс создания снега в домашних условиях.
Цель: создание искусственного снега в домашних условиях.
Глава 1. Что такое снег?
1.1 Что такое снег? Откуда берется и из чего состоит снег?
Дети часто спрашивают у родителей: «А что такое снег?» Взрослые обычно отвечают односложно, мол, это замерзшая вода. Снег — это форма атмосферных осадков, таких же, как дождь и град. Всё это вода. Откуда взялась вода в атмосфере? Посмотрим на круговорот воды в природе:
Осадки возникают, когда смешиваются несколько разных воздушных масс (например, тёплых и холодных). Также, когда происходит «сообщение» влажной массы с холодной поверхностью. Тогда выпадают осадки — дождь, снег, град. То в каком виде это будет зависеть от температуры в облаках и на поверхности. Снег образуется при минусовых температурах. На 95 процентов снег это воздух. Именно из-за этого снежинки белого цвета. Остальное это капли воды. Снег формируется в результате замерзания капелек воды в верхних слоях атмосферы. Замерзая капельки воды, превращаются в кристаллики льда. Затем эти кристаллики сталкиваются и соединяются между собой, и когда они становятся все больше и тяжелее, то в воздухе они уже не могут удержаться, а выпадают в виде снежинок на землю. Выпавший снег начинает застилать землю пока не растает. Все снежинки имеют разнообразную форму, но общее у них одно – они шестиугольные (шестигранные). Некоторые снежинки в виде звездочек могут достигать размеров от 5 до 7 см в диаметре. Но это бывает очень редко. Важно еще отметить, что снег образуется только в холодную погоду.
1.2 Историческая справка
Откуда берется снег? Из чего он состоит? Какова его температура? Этими и многими другими вопросами, связанными с данным природным явлением, ученые всего мира интересуются очень давно. Так, еще в 1611 году астролог и астроном Кеплер издал научный трактат, имеющий название «О шестиугольных снежинках». Автор изучил кристаллы снега по всей строгости геометрии. Его работа легла в основу такой науки, как теоретическая кристаллография. Другой известный деятель семнадцатого века, французский математик и философ Рене Декарт, также занимался исследованием формы снежинок. Им был написан в 1635 году этюд, который впоследствии включен в работу «Опыт о метеорах». В дальнейшем вопрос о том, из чего состоит снег, рассматривался учеными всего мира бесчисленное количество раз.
1.3 А изучают ли это явление современные ученые?
Сегодня даже в детских садах малышам рассказывают, что снежинки имеют форму шестиугольников, что их узор уникален и что не существует одинаковых снежинок. Казалось бы, уже известно все: при какой температуре тает снег, при какой идет, а также многое другое. И тем не менее ученые не потеряли интерес к этому чуду природы и до сих пор изучают процессы образования снежинок. Оказывается, они формируются вокруг так называемых ядер кристаллизации, и, что самое интересное, ими могут быть мельчайшие частицы пыли, сажи, пыльцы растений и даже споры.
1.4 Качество снега, воспетое поэтами
Скрип – это интереснейший эффект. Его можно услышать только в исключительно морозную погоду. Так, если будет стоять относительно теплый денек, то снежный покров будет безмолвен. И совсем иначе он ведет себя во время настоящей зимней стужи. Люди давно заметили: чем ниже температура снега и воздуха, тем выше тон скрипа. Ученые смогли выяснить, что этот эффект возникает в результате раздавливания микроскопических кристаллов льда. Когда температура снега опускается, эти кристаллики становятся более хрупкими и твердыми, вот они и издают скрипящий звук, ломаясь под колесами автомобилей и нашими ногами. Если раздавить один такой кристалл, то мы ничего не услышим в силу его незначительных размеров. Такие тонкие звуки человеческое ухо не в состоянии уловить. А вот объединившись, кристаллы способны создать исключительный музыкальный фон. Вот этот самый скрип и воспевают поэты в своих произведениях.
1.5 Почему идет снег или дождь?
Выпадение осадков связано с нарушением равновесия (устойчивости) облачных масс, которые состоят из множества элементов разных структур и размеров. Чем однороднее этот состав, тем устойчивее облако, и, соответственно, тем дольше оно не будет давать осадков. В каком виде они упадут на землю, зависит от температуры воздушной массы в подоблачном слое, а также высоты и структуры самого облака (как правило, она бывает смешанной, то есть состоит из капель охлажденной воды и ледяных кристаллов). Разберемся, что из этого следует. Выпадая из облака, эта смесь на пути к поверхности планеты проходит через подоблачные массы. Если температура при этом достаточно высока, то кристаллы льда тают и превращаются в обычный дождь с положительной температурой капель. Иногда, при условии небольшой высоты облаков, снежинки могут не успеть растаять полностью, в таком случае выпадает мокрый снег. Вот почему в периоды межсезонья могут выпадать смешанные осадки. Если температура подоблачной массы отрицательная, то в таком случае идет простой снег.
1.6 Почему иногда выпадает снег летом, а дождь зимой?
Мы разобрали, при какой температуре идет снег, а при какой — дождь. Однако иногда случаются невероятные явления, например, летом может выпасть снег, а зимой — пойти дождь. Чем объясняются подобные катаклизмы? Давайте попробуем понять, почему такое происходит. Ученые это явление объясняют отклонением от нормального хода развития процессов в атмосфере. Так, в зимнее время в средние широты могут попасть массы весьма богатого влагой теплого воздуха, движущиеся из бассейнов теплых южных морей. В результате начинаются оттепели, которые проявляются в таянии выпавшего снега, а также выпадении осадков в виде дождя. В летнее время можем наблюдать обратную ситуацию, то есть на юг могут прорваться холодные воздушные массы из Арктики. При отступлении теплого фронта формируется весьма мощная облачность, на линии раздела двух воздушных масс с различной температурой осадки бывают очень обильными. Сначала в виде дождя, а далее, при последующем похолодании и при условии низкой облачности, в виде простого или мокрого снега. В южных регионах это случается редко, при этом температура на поверхности земли остается положительной.
1.7 Снежные рулоны — что это за аномалия?
Впервые увидав это чудо природы, можно решить, что это творение рук человека. На самом же деле такие дорожки или рулоны крутит сама природа. Это довольно редкое метеорологическое явление. Снежные рулоны создает ветер, катающий снег до тех пор, пока он не наберет в весе и размере. Обычно такие фигуры имею форму цилиндров, но бывают и исключения. Данное явление можно наблюдать только в регионах с сильным порывистым ветром, легкими влажным снегом и только на открытой местности. Снежные рулоны перекатываются по степи, как пустые бочки. Их размер может достигать 30 см в диаметре и 30 см в ширину. Фактически на заснеженном поле могут возникнуть одновременно сотни отдельных рулетов. За каждым из них остается след – своеобразная дорожка, которая указывает траекторию пройденного пути. Снежные рулоны часто образуются при прохождении зимних штормов, когда ветер сильный, а снег свежий. Температура воздуха при этом должна быть близкой нулю.
1.8 Процесс формирования снежных рулетов
Происходит это следующим образом: поверхность земли должна быть покрыта притертой ледяной коркой, либо старым слежавшимся снегом, в таком случае падающие снежинки с нижележащим слоем имеют слабое сцепление. При этом нижний слой должен иметь отрицательную температуру, а верхний — положительную (немного выше нуля градусов). Тогда свежий снег будет обладать высокой «липучестью». Оптимальной температурой считается минус два градуса для нижнего слоя и плюс два — для верхнего. Порывистый ветер должен иметь скорость более 12 м/с. Формирование рулона начнется, когда ветер «выкопает» кусочек снега. Далее образовываются маленькие комочки, катящиеся по полю под действием ветра, обрастая с каждым метром все большим слоем влажного снега. Когда рулон станет слишком тяжелым, он останавливается. Так что его размер напрямую зависит от скорости воздушного потока.
1.9 Интересные факты о снеге
1. Снежинка на 95% состоит из воздуха. Благодаря этому она падает очень медленно, со скоростью 0,9 км/ч.
2. Белый цвет снега объясняется наличием в его структуре воздуха. При этом лучи света отражаются от границы ледяного кристалла с воздухом и рассеиваются.
3. В истории зафиксированы случаи выпадения цветного снега. Так, в 1969 году в Швейцарии выпал черный снег, а 1955 году в Калифорнии — зеленый.
4. В высоких горах и Антарктике можно встретить снежный покров розового, красного, фиолетового, желтовато-бурого цветов. Этому способствует существо – хламидомонада снежная, которая проживает в снегу.
5. При падении снежинки в воду она издает сильный высокочастотный звук. Человеческое ухо не способно его уловить, а вот рыбы могут, и, если верить ученым, он им сильно не нравится.
6. В нормальных условиях снег тает при температуре нуль градусов Цельсия. Однако при попадании на него солнечных лучей он может испариться и при минусовой температуре, при этом минуя жидкую форму.
7. В зимний период снег отражает от земной поверхности до 90% солнечных лучей, тем самым не давая ей прогреться.
8. В 1987 году в Форт-Кое (США) зафиксирована самая большая снежинка в мире. Ее диаметр составил 38 см.
Глава 2. Как сделать искусственный снег в домашних условиях?
Настоящий снег можно принести с улицы, положить в тазик и побаловать детей. Но это волшебство будет длиться недолго, поскольку он растает в считанные минуты.
Чтобы украсить ёлку, подоконники, свечи и другие детали можно использовать искусственный снег, который легко делается в домашних условиях. В некоторых случаях из него даже можно лепить снежки. В самой идее искусственного снега нет ничего нового. Люди пытались имитировать это атмосферное явление с конца XIX века.
Искусственным же снегом называют как вещество из синтетических и других материалов, так и вещество, образуемое путем распыления воды, подаваемой под высоким давлением, в воздухе. В прошлом для создания искусственного снега использовались различные материалы, например: вата, ювелирный хлопок, попкорн, соль Эпсома ( сульфат магния — реагент для обработки глинистых буровых растворов), аммиак, слюду и др. Сегодня бумага, крахмал и полимеры отлично могут заменить видимость снега, хотя некоторые умудрялись добиться этого, используя хлопья растворимого картофельного пюре. Такой снег издали может показаться настоящим, но если его намочить, он превратится в жижу, через которую будет трудно пробираться.
Изобретение искусственного снега приписывается японскому физику Укичиро Накая. Точнее он получил первую искусственную снежинку в лабораторных условиях. Но у искусственного снега, применяемого сегодня нет привычных снежинок. Даже из снежных орудий вылетают не привычные узорчатые снежинки, а мелкие ледяные крупинки. Структура, так называемой, искусственной снежинки более ровная и гладкая, нежели у снежинки натуральной. А плотность выше, что позволяет ей медленнее таять. Для создания искусственного снега существует множество рецептов, но выбор нужного варианта зависит от того, для каких целей нужен такой снег.
Кажется странным, что снег кому-то нужно делать. Искусственный снег можно сделать очень легко — распылив горячую воду на морозном воздухе, если окружающая температура ниже -10 градусов С. Но такой снег — это миллионы микроскопических льдинок и они растают и снова станут капельками воды. А иногда возникает необходимость в искусственном и не тающем снеге. Чаще всего такая потребность появляется в преддверии зимних праздников: украсить поделки, украсить по новому свой дом, порадовать ребенка или что-то подобное. Последние годы снег не всегда радует нас своим обилием и постоянством зимой. Связано ли это с потеплением или иными причинами изменения климата, в любом случае нам всегда, особенно в зимние праздники, так хочется насладиться видом этого белого пушистого чуда. Помочь с этим желанием может искусственный снег, созданный прямо у нас дома. Хотя он актуален даже при сугробах за окном – с его помощью в доме будет витать атмосфера праздника и волшебства, если украсить им разнообразные поделки и елочку. Конечно, можно купить готовый искусственный снег, но если это нам не подходит, всегда можно чем-то его заменить. Есть масса вариантов того, как сделать искусственный снег. При этом он будет пушистым, мягким, хрустящим как настоящий. И в добавок – очень ароматным. Так что он точно понравится не только детям, но и взрослым.
2.1 Первый рецепт искусственного снега
- 2 пачки кукурузной муки (крахмала);
- крем для бритья;
- блестки (слюда);
- мятный экстракт.
Этот снег получится блестящим, холодным, пушистым и невероятно мягким, словно облака. Сначала смешиваем крем для бритья и крахмал в контейнере. Этот процесс займет некоторое время. В конце добавляем в смесь несколько капель мятного экстракта. Этот ингредиент можно и не добавлять, просто пахнуть снежок будет просто потрясающе. Для красоты и блеска добавляем немного слюды или блесток. Из получившегося снега можно лепить снежки, делать любые фигурки.
Вывод: смесь хорошо лепится, но быстро высыхает. Смешав крем для бритья и крахмал, мы получили массу, напоминающую снег, из которой легко лепятся снежки и снеговики. Однако на руках остается ощущение крема, поэтому такая смесь больше подходит для поделок, чем для игр. После высыхания, он начинает рассыпаться в руках, и мы чувствуем только хрустящий крахмал.
2.2 Второй рецепт искусственного снега
- несколько кусков замороженного мыла;
- терка;
- блестки;
- экстракт перечной мяты.
Сначала мыло отправляем в морозилку на всю ночь. Утром достаем сперва один кусок и натираем его на терку, затем — следующий, и так, пока не натрем все заготовленные брусочки. В итоге получится очень пушистый снежок, в который при желании можно добавлять экстракт мяты и блестки. Такой снег прекрасно лепится.
Вывод: такой снег отлично подходит для изготовления «снежного шара». От замороженного мыла хлопья будут более пушистыми. Однако при этом способе применять такой снег можно только для поделок.
2.3 Третий рецепт искусственного снега
- баллончик пены для бритья;
- 2 пачки соды;
- блестки.
Выдавливаем в емкость весь баллончик пены, постепенно всыпаем соду и перемешиваем. В итоге получается очень похожая на настоящий снег масса, из которой приятно лепить. Для красоты добавляем блестки. По ощущениям такой снег очень мягкий, прохладный, пахнет морозом и свежестью.
Вывод: Смесь получилась воздушная, мягкая, приятно пахнущая и холодная на ощупь. Очень легко лепится, оставляет приятные ощущения на руках. Хорошо держит форму, не рассыпается.
2.4 Четвёртый рецепт искусственного снега
- подгузники;
- 2 прозрачные ёмкости;
- пластиковая карточка;
- вода.
Для этого нужен полиакрилат натрия, который можно найти в детских подгузниках. Разрезаем подгузник и достаем материал похожий на вату. Рвем его или режем на мелкие кусочки. Размещаем в какой-либо емкости, добавляем воду, любую, хоть водопроводную, небольшими порциями, чтобы он стал влажным и похожим на снег. Лучше под конец «снег» увлажнять из пульверизатора, чтобы не переборщить с жидкостью, иначе получим мокрый снег, который будет серый, слипшийся и грязный на вид. Для большего эффекта ставим в холодильник, и получаем белый, пышный, холодный снег! Если поставить в морозилку, то получится кусок белого непрозрачного льда.
Вывод: снег получился реалистичным и универсальным, самый удачный опыт.
Заключение
Из данной темы я узнал, что в современной жизни искусственный снег используется гораздо чаще, чем может казаться на первый взгляд. Так же я узнал, что существует несколько разновидностей искусственного снега. Некоторые виды искусственного снега совсем не похожи на настоящий снег, а только заменяют его зрительно, а некоторые превосходят настоящий снег по своим свойствам. Были изучены способы его образования, которые так же разнообразны, как и разнообразно его применение. Прежде всего, имеет значение, для чего нужен такой снег и где его планируют использовать. Ненастоящий снег может использоваться в детских поделках, украшении новогодних витрин, создании театральных декораций и снежных интерьеров при фото- и видео – съемках. В ходе исследования мы собрали несколько вариантов рецептов искусственного снега и попробовали разобраться, какие из них наиболее подходят для организации праздника. Для создания снега мы использовали разные материалы: мыло, соду, крахмал, пену и крем для бритья, полиакрилат натрия. В результате были созданы различные по составу, свойствам и способам применения образцы самодельного искусственного снега. В результате проделанных опытов можно сказать, что конечно снег, сделанный в домашних условиях из подручных материалов далек до настоящего зимнего снега. Часть полученных образцов можно использовать только для украшения и поделок, из некоторых вполне можно лепить снежки. Но использовать такой снег для украшения и игр в помещении не стоит. Такой снег остается сыпучим, снежки быстро крошатся и загрязняют помещение. А вот играть в такие снежки летом на улице может быть очень забавно. Да и сам процесс создания такого «домашнего» снега уже интересное занятие, которое можно предложить в качестве познавательного развлечения. Таким образом, проведенные опыты свидетельствуют, что поставленная цель достигнута, были созданы различные виды искусственного снега в домашних условиях. Задачи выполнены, создание искусственного снега из различных материалов возможно в домашних условиях. Созданы различные образцы снега из доступных материалов и определены условия их использования для игр, украшения и поделок. Практическая значимость исследования заключается в определении наиболее подходящих способов создания искусственного снега в домашних условиях для праздника. Больше всего мне понравился снег из подгузников и крахмала. Из подгузников он такой мягкий, нежный, так хорошо и легко лепится. Из крахмала снег немного рассыпчатый, хрустящий, но тоже лепится легко. А если хочется получить цветной снег, надо просто взять несколько коробочек и в каждую отдельно поместить материал для снега. В каждую емкость налить предварительно окрашенную воду (свекольный сок, бриллиантовый зеленый, или любой другой краситель). В такой цветной снег можно добавлять ароматические масла и вещества. Яркий, разноцветный и ароматный снег поможет сделать каждую комнату по своему сказочной и красивой. Например, в оранжевый снег – добавить апельсиновое масло, в зеленый – хвойное, в голубой – капнуть пару капель мятного масла. Можно разместить его на поделках или украсить им свое жилище. Лучше класть такой снег на тарелку или другую подставку, полиакрилат натрия хорошо держит воду и периодически его нужно будет обрызгивать водой. Таким снегом можно украсить елку, живую или искусственную, сделать композиции, разнообразные поделки или просто разложить по дому.
Источник
