Problema di fisica tecnica: notte serena a che temperatura ambiente può già ghiacciare una pozzanghera??

[BollaPaciuli]

ho un ricordo universitario su cui sto "lottando" con la gentil consorte :x

ho bisogno del vostro aiuto!!!

Qualcuno riesce a giustificarmi...in maniera concreta...che in una notte serena per effetto dell'irraggiamento della volta celeste una pozzanghera può ghiacciare con 8°C di temperatura ambiente...

Grazie

[Joo]

Qualcuno riesce a giustificarmi...in maniera concreta...che in una notte serena per effetto dell'irraggiamento della volta celeste una pozzanghera può ghiacciare con 8°C di temperatura ambiente...

8° C sono ancora ben distanti dal cambio di stato dell'acqua.
In ogni caso l'aria fredda tende a stratificare al suolo con qualche grado di differenza dal punto in cui viene rilevata la temperatura, se più alto.
Talvolta percepire 3 o 4 gradi a 2 m di altezza significa che al suolo troviamo la temperatura prossima allo 0.
In una pozza c'è comunque lo scambio termico tra la temperatura della terra e quella ambientale e credo che sia impossibile la stratificazione di ghiaccio in superficie a 8° C.

[BollaPaciuli]

8° C sono ancora ben distanti dal cambio di stato dell'acqua.

La pozzanghera va a 0 a causa dell'irraggiamento dalla volta celeste serena. Ma non ricordo come fare il calcolo.

[Joo]

La pozzanghera va a 0 a causa dell'irraggiamento dalla volta celeste serena. Ma non ricordo come fare il calcolo.

[trotasalmonata]

Irraggiamento. Non mi ricordo com'è si fa il calcolo. Prova a considerare la volta celeste a -50 gradi, ma non sono sicuro.
Poi non mi ricordo cosa serve. Distanza tra le superfici?

[Letizia]

Non so minimamente il calcolo, ma provo a ipotizzare; la mia ipotesi però non c'entra con l'irraggiamento della volta celeste, ma, al contrario, con la mancanza di nubi o nebbia e credo che valga solo se la pozzanghera è già gelata* (quindi vale solo se intendi: "Come può rimanere ghiacciata una pozzanghera anche se ci sono 8°C?").
Se nella pozzanghera c'è ghiaccio, questo ghiaccio non è "statico", ma va incontro a continue mutazioni della sua struttura molecolare; queste trasformazioni richiedono energia, che viene assorbita dall'aria appena sopra, e che pertanto si raffredda; per questa richiesta di energia, la "pellicola" d'aria appena sopra la pozzanghera potrebbe essere a 0°C anche se nell'ambiente circostante ci sono più gradi. La differenza tra cielo sereno e cielo nuvoloso/nebbia non sta nell'irraggiamento (per altro credo minimo di notte - a meno che non si intenda quello terrestre), ma nell'umidità presente; se l'aria è secca o poco umida, i processi di trasformazioni richiedono più energia, e pertanto fanno sì che si crei un equilibrio e che l'aria appena sopra la pozzanghera resti a 0°C; se invece l'aria è umida, queste trasformazioni richiedono meno energia e quindi prima o poi il ghiaccio si scioglie.
Va bene... mi sono spiegata con i piedi e sicuramente non ho risposto alla tua domanda, ma è l'unica spiegazione che mi viene in mente.

* EDIT: Pensando all'irraggiamento terrestre, mi è venuto in mente che la pozzanghera può comunque gelare per irraggiamento notturno perché la perdita di calore del suolo e dell'aria in sua prossimità è più rapida rispetto a quella dell'atmosfera ad alte quote; si parla comunque solo di irraggiamento terrestre, e la volta celeste serena influisce ancora come sopra (non perché irradi a sua volta, ma perché implica aria più secca e mancanza di nubi che ri-irradino verso la Terra il calore emesso).

[trotasalmonata]

Ci sono tre modi per trasmettere calore tra due corpi a temperatura diversa.

Conduzione, convezione e irraggiamento.

Non ho trovato però una formula applicabile alla volta celeste.

Però partendo da 8 gradi di temperatura ambiente mi sembra diffilile far ghiacciare la pozzanghera. Inoltre c'è una transizione di fase. .. Non saprei...

Hai trovato una pozza ghiacciata con 8 gradi di temperatura ambiente?

[BollaPaciuli]

Hai trovato una pozza ghiacciata con 8 gradi di temperatura ambiente?

No. Ho la certezza di avere fatto un esercizio di fisica tecnica nel 2006 in aula che ha dato questo risultato...che ci ha lasciato tutti sorpresi...ma le leggi fisiche son leggi

[roby70]

Per una volta mi tocca dire che Bolla ha ragione
Ma funziona solo in caso di aria secca

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La superficie delle pozzanghere essendo liquida è equilibrio con uno strato molto sottile di molecole che stanno allo stato vapore. Queste ultime con il vento si allontano velocemente dall'acqua ma altre ne prendono velocemente il loro posto; per fare questo però hanno bisogno di energia che vanno a sottrarre alla massa d'acqua vicina. L'evaporazione così veloce fa si che l'acqua si raffreddi più velocemente e quindi la superficie tenderà ad arrivare a temperature minori rispetto a quelle che misuriamo all'esterno.
8 gradi di differenza sono molti ma probabilmente nelle condizioni ottimali di umidità ed aria secca si possono raggiungere (anche se su questo punto non ne ho la certezza).

[trotasalmonata]

Evaporazione? wow, Avrei puntato sull'irraggiamento. .