雪と氷のQ&A
タグ:窓氷

Q100

窓霜(窓氷)ついて

きれいな窓霜(窓氷)を作りたくて実験をしています。車の中に寝る前に熱いお湯を鍋に入れて置くと-5度くらいの日は羽毛のようなお花のような窓氷が車の内側にできました。色々な模様や綺麗な窓氷を作りたくて、折り紙を貼ってみたりしましたがあまりうまくいきません。−5度くらいの気温でもきれいな窓霜(窓氷)ができる方法を教えてください。色々な窓霜(窓氷)をたくさん作って写真に集めたいです。(くろまめさん / 北海道・10歳)

 北海道といっても、最近は窓の断熱性能が良くなり、窓霜や窓氷などもあまり目にすることがありません。スキー場などに行くと、少し古いロッジなどではまだ見ることができますね。

 さて、窓霜や窓氷(注1)を作るには、十分に冷えたガラスの表面が水蒸気をたっぷり含んだ空気に触れることが条件です。“車の中に寝る前に車内に熱いお湯を鍋に入れて置く”というのは、この条件を作り出すには良い方法です(注2)。窓霜や窓氷ができるためには、外気温、ガラスの表面の温度、ガラス面に触れる空気の温度や湿度、さらにはガラスの表面が綺麗かどうか、傷があるかどうかなど、たくさんの条件が関係します。したがって、どの条件で実験を行えば、どんな形のものができるかを簡単に述べることは難しいです(注3)。

 ですので、発想を変えて、窓霜・窓氷を作るときの気温やお湯の温度などを測定して記録に残し、そのときどんな形のものができたかを写真に残したらどうでしょう。ガラスを綺麗にみがいたり汚れたままにしたりでも、でき方が変わるはずです。最近は、温度計や湿度計なども比較的安く入手できますので、それらをいくつか用意して、どんな条件であったかを測りながら実験を進めると、面白い結果が得られるかもしれません。また、ガラスの蓋がついた密閉した容器に水を少しだけ入れて、冷凍庫に入れておくだけでも、窓霜あるいは窓氷を作ることもできます。この場合は、冷凍庫の温度を変えたり、容器の中の水の量や温度を変えたりすると、良い条件をさがすこともできると思います。いろいろと工夫をしてみてください。接写写真や早送り映像(タイムラプス撮影)など、窓霜・窓氷の観察に適した撮影法も、今はスマホなどで簡単にできます。面白い実験の結果が出たら、ぜひ教えてください。 

注1:窓霜や窓氷については、本Q&AのQ35、Q38、 Q82などの回答も参考にしてください。

注2:ただし、車の窓の内側に窓霜や窓氷ができると、窓の外がよく見えなくなります。そのままで車を動かすととても危険ですので、車を使うときは車を運転するご両親ともよく相談してください。車でなくても、玄関フードや屋外に接する窓がある物置など、窓が曇っても危険がない場所があったら、それを利用すると安心です。

注3:当館で紹介する中谷宇吉郎先生は、今から70年以上前(1948年)に「霜の花」という科学映画を作成しています。この映画では、窓霜や窓氷のできる様子を早送りの映像でたくさん紹介しています。この現象を記録した映画としては、世界初のものです。この中で、中谷先生は、気温や湿度さらにはガラスの表面の状態を変えて、そのときにどんな窓霜、窓氷ができたかを記録しています。雪の科学館では、時々上映会を開催しています。

  (回答掲載日:2025年1月16日)

その他の現象 #窓氷#霜#窓霜#実験#氷
Q82

雪の結晶と霜の模様について

僕は雪の結晶がきれいだなと思って雪が降ると観察しています。この間、ガラスに霜がついてきれいな模様ができていました。大きさは違うけれど、雪の結晶と形がすごく似ていました。なぜ雪の結晶と霜の模様は形が似ているのですか?霜の模様は雪の結晶の仲間ですか、それとも違うものですか?(さときちさん / 北海道・9歳)

 北海道などでは、寒い朝に窓ガラスにきれいな模様の氷がついていることがありますね。このQ&Aの中のQ.35Q.38にも、関連する質問がありますので、その回答も参考にしてください。

 ガラスについた氷には、窓霜と窓氷と呼ばれる2つの種類があります。窓霜は、雪の結晶と同じように、ガラス窓周辺の水蒸気が直接結晶に変わったものです。これに対して、窓氷は、水蒸気がいったん液体の水として凝結し、その水の膜が冷却されて凍ったものです。雪の結晶と似た模様として観察されたのは、窓霜のほうであったと考えられます。雪の結晶も窓霜も、水蒸気から直接結晶ができるので、基本的なでき方は同じです。この意味では、仲間どうしと言えます。雪の結晶ができるときは、結晶は空中に浮かんでいるので、周りから均等に水蒸気を集めます。このため、とても対称的な形になります。しかし、窓霜の方は、ガラス窓の表面という少し特別な場所でできていますので、水蒸気を均等に集めることが難しくなります。このため、雪の結晶に比べると、かなり歪んだ形になっていることが多くなります。また、ガラスの表面に対して、結晶のできる向きが少し斜めになっていると、丸みを帯びた枝が伸びることもあります。また、ガラスの表面の性質によっても、その上にできる窓霜の形などが異なることも知られています。

(回答掲載日:2024年1月26日)

その他の現象 #窓氷#雪#霜#窓霜

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