Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: ghiaccio sulle auto

Ciao a tutti,
di fisica non ne so granchè quindi chiedo a voi.
E' vero che sulle auto può formarsi il ghiaccio anche se la temperatura 
dell'aria è maggiore di 0°C?
Com'è possibile questo?
Grazie, bye bye.
tuuli 


Il ghiaccio si puo' formare solo se si raffredda dell'acqua sotto zero 
gradi celsius ma NON e' particolarmente strano che la temperatura possa 
essere differente in zone anche vicine. Si ha semplicemente quello che 
viene definito uno stato di non equilibrio che non e' in contraddizione 
con nessuna legge fisica ma potrebbe essere un po' piu' complicato da 
trattare rigorosamente.
Quello che succede e' che probabilmente (ma questo non e' una necessita' 
se ci sono interventi dall'esterno) il sistema evolve verso uno stato di 
equilibrio in cui, nel nostro caso per esempio, o l'aria si raffredda 
sotto lo zero oppure il ghiaccio si scioglie.
Daniele Fua'
Uni. Milano-Bicocca

 Com'è possibile questo?
Ogni corpo emette radiazione elettromagnetica, più è caldo più ne emette,
più è caldo più lo spettro della radiazione si sposta dall'infrarosso al
visibile, se lo scaldi abbastanza, infatti diventa rosso incandescente.
Rimanendo alle basse temperature, anche l'auto emette infrarossi, se però si
trova all'aperto e magari il cielo è limpido, una larga parte di radiazione
se ne va dritta dritta nello spazio e l'auto si raffredda raggiungendo
facilmente una temperatura molto inferiore a quella dell'aria, inferiore a
0°C e l'umidità dell'aria brina su di essa.
Ciao,
-- 
 Daniele Orlandi                                                        つづく

 essa.
Confermo. Ho visto spesso al mattino un'auto allo scoperto col tetto
coperto di brina, e una vicina, sotto una tettoia, bella pulita.
 
-- 
Elio Fabri

 writes:
EF> Confermo. Ho visto spesso al mattino un'auto allo scoperto col tetto
EF> coperto di brina, e una vicina, sotto una tettoia, bella pulita.
Fa piacere avere una conferma, diciamo cosi`, "ufficiale" :-).
Su it.scienza.astronomia.amatoriale mi  sono quasi preso dell'idiota per
aver spiegato  allo stesso modo  il fenomeno della condensa  sulle lenti
dei  telescopi (ossia con  il raffreddamento  da irraggiamento  verso il
fondo cielo e relativa formazione  di uno strato di aria con temperatura
sotto il punto di rugiada propro davanti alla lente).
Per inciso,  ho visto dei  "rilevatori di cielo nuvoloso"  che sfruttano
proprio  il fenomeno dell'irraggiamento  e costituiti  essenzialmente da
una cella  di Peltier con una faccia  verso terra e una  verso il cielo:
con cielo sereno la faccia in  alto si raffredda molto piu` di quella in
basso e quindi la cella fornisce in uscita una certa d.d.p.; se il cielo
e` coperto (anche da uno strato sottile di cirri) la d.d.p. in uscita e`
di  molto  inferiore.   Opportunamente  tarati, servivano  per  decidere
(assieme ad altri sensori) se aprire o meno la cupola di un osservatorio
astronomico automatico.
Tornando all'aneddotica:  sulla stessa auto, parcheggiata  a pochi metri
da un edificio, parabrezza e finestrini rivolti verso lo stabile puliti,
lunotto e finestrini  "in vista delle stelle" coperti  di brina, pur con
temperatura attorno ai +2°C (se il termometro segnava correttamente).
Saluti,
Luca Polo.
-- 
Luca.Polo @ 
gest.unipd.it
Associazione Astrofili del Basso Vicentino "Edmund Halley"
Sito Web: 
http://edmundhalley.it
 
E-Mail:   info <at> 
edmundhalley.it
 - aabv <at> 
libero.it

 0°C e l'umidità dell'aria brina su di essa.
Ok ma mettiamo che il cielo sia nuvoloso, secondo la tua ipotesi la 
radiazione emessa dall'auto dovrebbe essere riflessa dal cielo e ritonare 
indietro per giustificare la maggiore temperatura: considerata la distanza e 
un decadimento tipo 1/d del campo direi che la frazione di energia 
elettromagnetica che torna indietro e che incide sull'auto di nuovo sia del 
tutto trascurabile.
Non è invece più ragionevole pensare che sia la radiazione emessa dal cielo 
nuovoloso a "riscaldare" maggiormente l'auto rispetto al caso di cielo 
limpido o ancora a cambiamenti piu' o meno repentini e localizzati di 
temperatura dell'aria dovuti a correnti o venti?
Zio! 


Il discorso e', come potete capire, un po' complicato e, per questo, mi 
ero tenuto un po' sulle generali.
Se metto due superfici qualsiasi una di fronte all'altra, 1) se la 
capacita' termica di entrambe e' trascurabile, 2) se entrambe sono 
isolate dal resto del mondo e se 3) tra di loro non c'e' un mezzo che 
assorbe/emette radiazione, in breve tempo raggiungono la stessa 
temperatura "semplicemente" per motivi termodinamici.
Nel caso della macchina o di qualcosa sulla superficie della terra 
(anche foglie d'insalata) le condizioni 1) e 2) all'inizio e in certi 
casi sono abbastanza soddisfatte. Quello che da' problemi e' trovare la 
seconda superficie e rendersi conto che questa coincide, la maggior 
parte delle volte, proprio con il "mezzo" citato sopra: l'atmosfera nei 
primi 5-8km.
Uno strato di atmosfera e' tutt'altro che isolato dal resto del mondo, 
anzi deve tener conto del suo equilibrio radiativo verso il basso e di 
quello verso l'alto nonche' di una capacita' termica non trascurabile 
(pur trascurando altre cose che non hanno a che fare con la radiazione).
Sarebbe piuttosto lungo andare nei dettagli ma, intanto, chiarisco:
1) la radiazione considerata in questo caso e' quella del vicino e 
lontano infrarosso
2) i componenti dell'atmosfera H2O, CO2 e qualcun altro (ma, notate, in 
particolare H2O che e' spesso presente in abbondanza a bassa quota ma 
con grande variabilita') assorbono/emettono cosi' efficacemente in 
questa banda che l'atmosfera dei primi 10km nel suo insieme e' 
praticamente opaca (si comporta come un corpo nero) tranne che in una 
"finestra" che, per i fisici dell'atmosfera, e' trascurabile.  Non ho 
detto a caso "nel suo insieme" perche' il comportamento di corpo nero 
non puo' essere attribuito ad una zona specifica dell'atmosfera: e' una 
proprieta' quantificabile con una grandezza chiamata "spessore ottico" 
che dovrebbe suggerirne un significato intuitivo.
3)  la temperatura dell'atmosfera decresce piu' o meno linearmente con 
la quota da circa 290K a terra a circa 230K a 10km.
Spero che sia abbastanza chiaro, a questo punto, che l'effetto "brina" 
che tutti hanno visto da qualche parte, dipende in maniera decisiva da 
quale zona dell'atmosfera faccia la parte della "seconda supeficie" in 
quel determinato momento o, piu' precisamente, dove lo spessore ottico 
per la radiazione infrarossa diventi importante.  Piu' questa seconda 
"superficie" e' alta e piu' la temperatura della superficie a terra dove 
la brina potrebbe formarsi e' fredda.
Questo dovrebbe far tornare un po' tutto; tenete presente che anche le 
nubi assorbono/emettono bene nell'infrarosso e sono relativamente basse 
(pochi chilometri di altezza) e quindi relativamente calde.
E per favore non venitemi a dire che il parabrezza si mette in 
equilibrio alla temperatura dello spazio... avete idea di quale 
temperatura si tratterebbe? :-)
Daniele Fua'
Uni. Milano-Bicocca

 localizzati di temperatura dell'aria dovuti a correnti o venti?
In effetti il meccanismo e' piu' complesso, e in buona misura hai
ragione.
Non sono sicuro di ricordare i dati necessari, ma direi che anche con
cielo perfettamente sereno e aria secca la radiazione emessa dalla
nostra auto non arrivera' mai nello "spazio": verra' assorbita prima.
Del resto e' proprio questo l'effetto serra...
Il problema e' sapere da dove arriva la radiazione di ritorno.
Se il cielo e' sereno e l'aria asciutta, l'assorbimento avviene
nell'alta atmosfera (quanto alta, non lo so).
Da li' arriva la radiazione riemessa, che pero' proviene da una
sorgente a temperatura parecchio piu' bassa, quindi e' molto meno
intensa.
Per questo l'auto si raffredda.
Se il cielo e' nuvoloso la radiazione viene assorbita e riemessa da
una quota relativamente bassa, dove l'aria e' poco piu' fredda che al
suolo.
In queste condizioni quindi l'auto riprende una buona fetta
dell'energia che ha perduto, e si raffredda poco.
Tutto questo detto ancora in modo assai grossolano. Spero che qualcuno
sappia essere piu' preciso...
 
-- 
Elio Fabri

 di temperatura dell'aria dovuti a correnti o venti?
Gli effetti più evidenti del raffreddamento da irradiazione si hanno proprio
quando manca vento e il cielo è sereno. E' anche il motivo per cui si forma
la nebbia.


 la nebbia.
Quello che mi chiedo io è perchè un oggetto assimilabile a puntiforme posto 
di fronte ad uno infinitamente esteso e "lontano" dovrebbe irradiare di più 
o di meno a seconda delle caratterisitiche di quest'ultimo. L'energia emessa 
dovrebbe dipendere unicamente dalle caratteristiche del primo oggetto 
(temperatura, emissività) e una volta giunta sul secondo oggetto dovrebbe 
avere una intensità trascurabile rispetto a tutta l'altra energia emessa 
dalla terra.
E' chiaro che esisterà nel bilancio energetico il contributo del secondo 
oggetto sul primo, contributo che io penso sia quello dominante cioè quello 
che fa la differenza tra cielo coperto e cielo limpido.
Ciao,
Zio! 

 di più o di meno a seconda delle caratterisitiche di quest'ultimo.
No no, non ho inteso dire questo e se così ho lasciato intendere me ne
scuso.
