ПОЧЕМУ СНЕГ ГРЕЕТ?
То, что снег греет покрытую им почву, — несомненный факт, в этом не трудно убедиться, если в морозный день зарыть термометры в землю под снегом и в землю, обнаженную от снега. Разница в показаниях термометров будет очень значительна. Но как может снег, этот раздробленный лед, греть землю? Казалось бы он должен се холодить, а не согревать.
В сущности снег не согревает почву, не сообщает ей тепла, как греет печка, — снег греет лишь в том смысле, в каком греет нас одежда или одеяло. Роль одежды или одеяла состоит в том, что они замедляют отток тепла от нашего тела. Точно также и снег мешает теплоте почвы уходить из нее. Почва, покрываясь снегом после теплого времени, содержит в себе большой запас теплоты, и этот запас быстро ушел бы из нее в морозное время, если бы этому нс препятствовал снежный покров.
Итак, выражаясь технически, снег — не источник тепла, а «тепловой изолятор», «дурной проводник теплоты». В этом отношении он сходен со всеми рыхлыми веществами, содержащими в себе много воздуха: с шерстью, с мехом, с почвой, с древесиной и т.д. Дурно проводит теплоту не столько плотнее вещество шерсти, меха, снега и т. д., сколько заключающийся в их порах воздух. Значит снег греет по той же причине, по какой он —белый: в обоих случаях причина — рыхлость снега.
ПОЧЕМУ НА ЛЫЖАХ НЕ ПРОВАЛИВАЮТСЯ В СНЕГ?
Рыхлость снега обусловливает то, что человек нс может удержаться на его поверхности, он проваливается. Здесь конечно нет ничего удивительного. Удивительно другое — почему человек на лыжах нс проваливается? Ведь лыжник безусловно весит больше, чем человек без лыж. Можно бы ожидать как раз обратного — что лыжник скорее провалится в снег, чем пешеход без лыж.
Разгадка такова. Надо различать вес от давлении, т. е. от Если, приходящегося на один квадратный сантиметр опоры. Человек весит, скажем, 60 кило (или 60000 граммов) и опирается на подошвы своих ног, т. е. в общем примерно на 40 квадратных сантиметров. Его давление на опору составляет 60.000:40г=1500 граммов на квадратный сантиметр. Стоя на лыжах, тот же человек весит на какой-нибудь килограмм больше, но опирается на гораздо большую площадь, — примерно на площадь в 4000 квадратных сантиметров.
Давление его на снег составляет тогда 60.000:4.000=15 граммов па квадратный сантиметр. Вы видите, что лыжник давит на снег раз в сто слабее, чем пешеход без лыж. Неудивительно, что первый не проваливается в снег, а второй проваливается.
ПОЧЕМУ ЛЕД СКОЛЬЗОК?
Если вы думаете, что лед скользок оттого, что он гладок, то вы ошибаетесь: негладкий, бугристый лед еще более скользок. Причина скользкости льда совсем иная. Лед принадлежат к тем немногим телам природы, которые, если их сильно сдавливают, плавятся при более низкой температуре. Лед под давлением тает не при 0С а при минус 1С, минус 2С и т. д. Когда мы ступаем на лед, мы сдавливаем его своей тяжестью и точка его таяния опускается ниже нуля. Если мороз умеренный, то обычная точка таяния льда, под нашими ногами опускается ниже его собственной температуры, и тогда он начинает таять, под ногами появляется тонкий слой води, и лед становится скользким.
Еще заметнее это проявляется под коньками или полозьями саней, потому что в этих случаях благодаря малой ллощали опоры (лезаиг конька) давление достигает значительной величины. Наоборот, под лыжами таяние снега из-за незначительности давления невелико, и чтобы они хорошо скользили, приходится их смазывать.
Читатель сам сообразит теперь, почему и сильные морозы ледяной каток не бывает скользок, а сани туго идут по снегу.
ПОЧЕМУ РЕКИ НЕ ПРОМЕРЗАЮТ ДО ДНА?
Причину указать не трудно: потому, что лед легче воды и кроме того тотему, что лед и вода — плохие проводники тепла. Будучи легче воды, лед плавает на ее поверхности. Эта ледяная кора ограждает воду от дальнейшего охлаждения и промерзании. К этому присоединяется еще и особенность води: при охлаждении от +4С до ОС она не сжимается, а расширяется. Поэтому вода, прилегающая ко льду, охлаждаясь не опускается «низ,а встает»
ся, как более легкая, наверху. Лежащие глубже слои води должны остывая провести свою теплоту через толщу воды и льда поверх них, а это совершается крайне медленно. В Неве например за всю зиму лед успевает нарасти всего на 1 метр и то лишь в суровые зимы.
ПОЧЕМУ СНЕГ ТАЕТ ПОСТЕПЕННО?
Наступила оттепель, воздух имеет температуру выше нуля. При такой температуре снег должен таять. Он и тает, но не весь сразу, а медленно, постепенно. Оттепель иной раз стоит целые недели, в воздухе тепло, а снег все еще не растаял. Для нас очень благоприятна такая медлительность таяния: иначе мм были бы затоплены потоками внезапно появившейся воды. Интересно знать, чем же эта медленность обусловлена? Исключительно тем, что для растопления льда и снега недостаточно нагреть их до 0С, а необходимо подвести еще значительное количество теплоты, которая не улавливается термометром, а расходуется исключительно на плавление. Эта добавочная теплота очень значительна, и той теплоты, которая поступает в снег от воздуха, хватает только на растопление небольшой части снега. Оттого то и проходит столько времени прежде чем весь снег растает.
ПОЧЕМУ СНЕГ В ПОЛЕ ТАЕТ МЕДЛЕННЕЕ ЧЕМ В ГОРОДЕ?
Все знают, что когда в городе и вообще близ человеческого жилья снег уже растаял, в полях и лесах он еще лежит толстым пластом. Причина— загрязненность снега близ жилья и чистота его на поле. Темная, загрязненная поверхность поглощает больше солнечных лучей, чем светлая, и оттого грязный снег сильнее нагревается, нежели чисто-белый. Если хотите убедиться в этом, положите в солнечный день (в оттепель) на снег два лоскута— черный и белый. Через час чёрный уйдет в снег (снег под ним подтает); белый же останется на поверхности. Этот поучительный опыт впервые произвел знаменитый Франклин.