Чи гріє сніг? Чи гріє шуба?

  Часто кажуть: «сніг гріє землю».

 Чи вірно це? Адже сніг - той же лід, тільки в роздрібненому вигляді. Як же може лід гріти?

Проведемо дослід. Зариємо в землю на невелику глибину два термометри: один - під ґрунт, вкритий снігом, інший - під оголений грунт . Ми переконаємося, що той термометр, який під снігом, покаже більш високу температуру. Різниця в морозні дні буває дуже помітна. Наприклад, при дослідах, які робилися в парку Лісової академії (Санкт-Петербург),термометр, закопаний на 40 см в землю під снігом такої ж товщини, показував на 12° вище, ніж термометр під землею без снігу. А коли термометри містилися у самої поверхні землі, різниця доходила в сильні морози до 32°. Подібні ж досліди робилися і під Москвою; тут в 21 градус ний мороз термометр  під снігом показував всього на пів градуса нижче нуля. Отже, як не дивно, - сніг справді гріє землю.

  Чи потрібно говорити, як важливо це для землеробства? Адже інакше насіння озимого хліба, не захищені від морозів сніговим покривом, загинули б. Хлібороб боїться безсніжної зими і не сіє озимих в тих місцях, де снігу випадає надто мало. У Читі, наприклад, де через нестачу снігу нерідко всю зиму їздять на колесах, сіють тільки ячмінь, ярі жито і пшеницю. У Східному Сибіру за нестачею снігу не розводять фруктових дерев, оскільки б їх коріння  вимерзло. А в інших частинах Сибіру, де морози не слабкіші, зате снігу більше, сіють озимину і розводять фруктові сади.

 Від чого ж залежить гріюча дію снігу?

 Не треба думати, що сніг надає грунту теплоту, як полум'я газу надає тепло воді або піч - повітрю.

  Сніг не може надати іншим речам того тепла, якого в нього немає.

 Він гріє ґрунт лише в тому сенсі, в якому шуба або ковдра гріють наше тіло. Якщо ви закутаєте в шубу ляльку, вона анітрохи не зігріється. Найкращий спосіб вберегти лід від танення - загорнути його в шубу.

  Ви розумієте, в чому тут справа: шуба гріє нас тому, що в нашому тілі є теплота, якої шуба заважає йти назовні.

 Сніг теж заважає теплоті, яка запасена грунтом, йти з нього.

 Коли пізньої осені грунт засипає снігом, він ще має в собі чимало теплоти, яка була внесена в нього променями літнього сонця. Сніг не дає цій теплоті так швидко йти, як з оголеного грунту; тому і спостерігається помітна різниця температур, яка дає нам право говорити, що сніг «гріє» землю.
Що спільного між снігом і шубою? Чому два настільки різнорідних матеріали володіють однаковою властивістю - слабо пропускати крізь себе теплоту?

  Щоб гарненько в цьому розібратися, треба знати, чим зобов'язані своїм гріючим діям наш одяг і стіни наших будинків.

 Багатьом здасться неймовірним, що гріюча дію одягу і стін житла залежить не від  щільності матеріалу, а від... повітря, яке міститься в них!

Між тим це незаперечно встановлений факт. Дослідами доведено, що тверда речовина вовни проводить теплоту у 9 разів краще, ніж повітря, шовку - в 17 разів, льону та бавовни - в 27 разів.

 Це означає, що, якщо б наш одяг була сильно спресованим і повітря з його пір вигнане, він  швидко передавав би теплоту нашого тіла назовні і нам було б у ньому холодно.

 Насправді ж всі тканини і матеріали, з яких ми шиємо одяг, містять у своїх порах дуже багато повітря, - за обсягом набагато більше, ніж щільної речовини. Ситцева тканина складається з повітря наполовину, а шерсть і хутро - на 90 %. Людина у вовняному одязі або в хутрі в сутності одягнена в повітря!

Те ж можна сказати і про стінах будинків. Дерево містить у своїх порах повітря в кількості, що становить 60-70 % обсягу деревини. В цеглі менше повітря - всього 20 %; тому стіни цегляних будинків доводиться робити значно товщими за дерев'яні; адже гріюча  їх дія залежить тільки від повітря, а не від деревини або глини.

  Що повітря надзвичайно повільно проводить теплоту і тому відмінно захищає речі від охолодження, відомо, мабуть, всім. Подвійні рами «гріють» тому, що між ними замкнутий шар повітря. Сніг схожий з вовною, хутром, деревом тим, що містить в своїх порах дуже багато повітря.

 - Однак, - скажете ви, - якщо вся справа в повітрі, адже воно завжди прилягає до ґрунту, завжди оточує наше тіло, навіть і тоді, коли немає снігу, немає одягу. Чому ж це оточуюче  повітря не гріє, а таке ж повітря, замкнутий в порах снігу і одягу, гріє?

 По-перше, оточуюче повітря до деякої міри гріє, тобто оберігає від охолодження. Чому нам тепло в натопленій кімнаті? Тому, думаєте, що теплота нагрітого повітря переходить в наше тіло? Ні, такого переходу бути не може (хіба лише в лазні), тому що наше тіло тепліше повітря в кімнаті, а теплота переходить від більш нагрітого тіла до менш нагрітого.

 Насправді тепле повітря в натопленій кімнаті, як поганий провідник, лише уповільнює відтік теплоти з нашого тіла; це і відчувається нами як зігрівання.

  Але оточуюче  повітря «гріє» слабо, і ось чому: нагріті тілом шари повітря, більш легкі, відтісняються вгору більш важкими, ненагрітими, і, безперервно змінюючись, забирають тепло нашого тіла.

 Щоб зробити повітря поганим провідником тепла, треба послабити його рухливість, позбавити його можливості перемішуватися. В такому стані і знаходиться повітря в порах одягу і снігу.

 Отже, ось в чому полягає гріюча дія снігу на вкриту їм землю: він не підвищує температури ґрунту, а лише уповільнює охолодження землі, нагрітої променями літнього сонця.

 Автор: Яків Ісидорович Перельман "Фізика на кожному кроці "