Eiszapfen Bildung Rätsel gelöst

Wissenschaftler haben schon lange Begriffen wie Schneeflocken Gestalt annehmen, aber Eiszapfen haben eine winterliche Wunder blieb. Eine Lösung ist endlich aufgetaucht – aus einer Höhle.

Im Jahr 2005 stellten Forscher haben Stalaktiten, die lange, Karotte anmutenden Strukturen, die hängen von den Decken der Höhlen, eine markante Form, die durch eine einfache mathematische Gleichung beschrieben werden kann.

Merkwürdig ist, gilt die gleiche Mathematik, Eiszapfen, eine neue Studie zeigt.

Unerwartetes Ergebnis

Obwohl Stalaktiten [Bild] und Eiszapfen [Bild] ähnliche Formen haben, gemein keiner Physik. Eiszapfen wachsen von Wärme Diffusion und steigende warme Luft, Stalaktiten basieren zwar auf die Diffusion von Kohlendioxid-Gas zu wachsen.

"Wir erwarten nicht, dass man die gleichen Mathematik anwenden, da die Physik der beiden so unterschiedlich sind, sind", sagte Mathematiker und Physiker Ray Goldstein von der University of Cambridge in Großbritannien. "Es ist wirklich die gleiche Form, abgesehen von den Beulen und wackelt," sagte Goldstein. "Es bestätigt, was wir mit unseren Augen wissen."

Die Ergebnisse wurden in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift Physik der Flüssigkeitenveröffentlicht.

Eisige Zutaten

Eiszapfen bilden in der Regel am Tage, wenn die Außenlufttemperatur subfreezing aber Sonne wärmt und einige Schnee oder Eis schmilzt. Wie es aus Ihrem Dach tropft, friert ein Wassertropfen, wenn es seine Wärme an die kältere Luft verliert.

Ein Eiszapfen beginnt mit ein paar gefrorene Tropfen. Wenn sie eine bestimmte Größe erreicht, beginnen Tropfen Tropfen entlang der Seite des Bauwerks.

"Das Wasser läuft hinunter die Seiten der Bildung in einer dünnen Schicht gleichmäßig und frieren auf dem Weg nach unten," sagte University of Arizona Physiker Martin Short, ein weiteres Mitglied der Studiengruppe. "Diese Art von Einfrieren, dünnen Wasserfilm führt zu späteren Eiszapfen Form."

Hitze am Arbeitsplatz

Die dünne flüssige Schicht auf der Oberfläche des einen Eiszapfen verströmt Wärme, die die Luft um ihn herum durch einen Prozess namens Wärmeleitung erwärmt. Wie warme Luft steigt nach oben, die flüssige Schicht Wärme entzieht und Ursachen es zu frieren. Hier ist der wichtigste Punkt: die Puffer der erwärmten Luft an der Spitze der Eiszapfen, wo die Wärmeleitung am langsamsten ist am größten ist.

"Die lebhafte Luftschicht ist eigentlich der wichtigste Faktor bei der Bestimmung der Eiszapfen Form", sagte kurz LiveScience. Stellen Sie sich der warmen Luft eine Decke von unterschiedlicher Dicke. Der dünnere Teil erlaubt mehr Wärme aus dem Tipp-Bereich zu entkommen, als der Dicke Teil der Decke an der Basis erlaubt.

"Also, die Spitze wächst schneller als der Basis, so dass die Eiszapfen spitz,", sagte kurz.

Die Forschung basiert auf Eiszapfen Fotografien. Testen Sie ihre Idee gegen tatsächliche Eiszapfen, plant das Team wachsen Eiszapfen in einem Labor und ihr Wachstum zu Filmen.

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