В этом году в Подмосковье зима была теплая и малоснежная. После нескольких небольших снегопадов в январе были длительные оттепели, сменявшиеся морозами, в феврале такая погода продолжилась, и пушистый снег постепенно превратился в жесткую массу, по которой можно было ходить, не проваливаясь.
Опишите, основываясь на известных физических законах и закономерностях, процессы, происходившие в снегу и приведшие к его затвердеванию.
1. Свежевыпавший снег представляет собой рыхлую массу, где разные снежинки разделены воздушными промежутками и не связаны друг с другом.
2. Во время оттепели теплый воздух проникает вглубь снега, и начинается фазовый переход — плавление снежинок. Теплота плавления у льда очень велика, и за время повышения температуры воздуха успевают подтаять только края снежинок.
3. Ночью, когда температура воздуха опускается ниже 0 °C, происходит обратный переход, при котором вода, образовавшаяся при подтаивании снежинок, снова затвердевает. Из-за этого образуется пространственный каркас, уже обладающий некоторой жесткостью.
4. Периодическое повторение этих процессов приводит к превращению всего выпавшего снега в легкую и твердую смерзшуюся массу из ледяных кристаллов с воздухом между ними, так что снег выдерживает идущего по нему человека.