Kwartalnik | Momenty

Metal jak płatek śniegu

Nauka
Jedno z najbardziej niezapomnianych wspomnień z dzieciństwa to zabawa na zewnątrz, gdy pada śnieg. Dziecko nie zastanawia się, jak jest zbudowany. Czeka tylko na moment, kiedy będzie go tak dużo, że będzie mogło spokojnie zjeżdżać na sankach. Śnieg także oczekuje na odpowiedni moment, a dokładniej odpowiednie warunki termofizyczne, aby krystalizować.


Możemy śmiało powiedzieć, że wyróżniamy (czy też do pewnego stopnia edukacji, wyróżniliśmy) trzy stany skupienia. Przejście między nimi charakteryzuje się zmianą parametrów termofizycznych, w przypadku wody - ciśnienia i temperatury. Gdy odpowiednio wysoko w chmurach temperatura spadnie od -10 do -15 stopni C, śnieg zaczyna się krystalizować. Związane jest to ze zmianą energii swobodnej wody, co w efekcie jest zapalnikiem do tworzenia się małego płatka. 

Co ambitniejsze dzieci rysowały śnieg nie jako kropki, a małe gwiazdeczki. Tak jest w istocie. Woda krystalizuje w sześciennej sieci krystalicznej i wszystkie płatki są uformowane na wzór sześciokąta foremnego. Kąt między ramionami zawsze wynosi 60 stopni. W zależności od warunków mogą pojawić się igiełki śniegu (także oparte na sześciokącie) albo płatki. Fascynujące, prawda? Okazuje się też, że zarodkowanie śniegu możemy (nawet o tym nie wiedząc) przyśpieszyć. Wszechobecne zanieczyszczenia są jakby naturalnymi podkładkami, które odpowiednio zmniejszając energię potrzebną do wytworzenia poszczególnego płatka, sprawiają, że śnieg powstaje szybciej, ale jest drobniejszy. Zjawisko to nosi nazwę inokulacji. 

Śnieg pojawia się momentalnie i momentalnie znika. Ta krótka chwila zarodkowania, spowodowana spadkiem temperatury, daje ogromny efekt. Cała cywilizacja czerpie z małych płatków śniegu i od dawna wykorzystuje mechanizmy, które odpowiadają za jego powstawanie. Rzecz jasna chodzi o krystalizację ciekłego metalu, która, mimo że nie zachodzi w takiej samej temperaturze, opiera się na podobnym schemacie. Powstawanie zarodków ciekłego metalu możemy śmiało porównać z krystalizacją śniegu. Każdy zarodek jest inny, powstaje momentalnie i momentalnie zmienia się. 

Metal jak płatek śniegu? Bardzo abstrakcyjne stwierdzenie. Jednak zagłębiając się w pewne mechanizmy, możemy dojść do wniosku, że kropla metalu o temperaturze ponad 1000 stopni i mała kropelka wody są bardzo podobne. Wystarczy moment, żeby zmieniły się w coś zupełnie innego i zaskakującego.