Случалось ли вам задумываться над тем, как образуются ледяные сосульки, которые мы часто видим свешивающимися с крыш?
В какую погоду образовались сосульки: в оттепель или в мороз? Если в оттепель,— то как могла замёрзнуть вода при температуре выше нуля? Если в мороз,— то откуда могла взяться вода на крыше неотапливаемых помещений?

Вы видите, что задача не так проста, как кажется сначала. Чтобы могли образоваться ледяные сосульки, нужно в одно и то же время иметь две температуры: для таяния — выше нуля и для замерзания — ниже нуля.
На самом деле так и есть: снег на склоне крыши тает, потому что солнечные лучи нагревают его до температуры выше нуля, а стекающие капли воды у края крыши замерзают, потому что здесь температура ниже нуля. (Конечно, мы говорим не о том случае образования сосулек, который обусловлен теплотой отапливаемого под крышей помещения.)
Представьте такую картину. Ясный день; мороз всего в 1—2 градуса. Солнце заливает всё своими лучами; однако же эти косые лучи не нагревают земли настолько, чтобы снег мог таять. Но на склон крыши, обращённый к Солнцу, лучи падают не полого, как на Землю, а круче, под углом, более близким к прямому. Известно, что освещение и нагревание лучами тем больше, чем больший угол составляют лучи с плоскостью, на которую они падают. (Действие лучей пропорционально синусу этого угла; для случая, изображённого на рис. 94, снег на крыше получает тепла в 2½ раза больше, нежели равная площадь снега на. горизонтальной поверхности, потому что синус 60° больше синуса 20° в 2,5 раза.) Вот почему скат крыши нагревается сильнее, и снег на нём может таять. Оттаявшая вода стекает и каплями свисает с края крыши. Но под крышей температура ниже нуля, и капля, охлаждаемая к тому же испарением, замерзает. На замёрзшую каплю натекает следующая, также замерзающая; затем третья капля и т. д.; постепенно образуется маленький ледяной бугорок. В другой раз при такой же погоде эти ледяные наплывы ещё удлиняются, и в результате образуются сосульки, вырастающие наподобие известковых сталактитов в подземных пещерах. Так возникают сосульки на крышах сараев и вообще неотапливаемых помещений.

Та же причина вызывает на наших глазах и более грандиозные явления: ведь различие в климатических поясах и временах года обусловлено в значительной степени х изменением угла падения солнечных лучей. Солнце от нас зимой почти на таком же расстоянии, как и летом; оно одинаково удалено от полюсов и экватора (различия в расстоянии настолько ничтожны, что не имеют значения). Но наклон солнечных лучей к поверхности Земли близ экватора меньше, чем у полюсов; летом этот угол больше, чем зимой. Это вызывает заметные различия в температуре дня и, следовательно, в жизни всей природы.

Некоторые читатели прежних изданий этой книги указали, что образование сосулек можно объяснить гораздо проще: снег, непосредственно прилегающий к крыше, подвержен давлению вышележащих слоев, и потому температура его плавления понижается; снег тает, а вытекшая вода, освободившись от давления на морозе, вновь замерзает.

Занимательная физика Ч-1 Я.И. Перельман

Задачи

Общая теория относительности и геометрия

На главную