Nell’articolo di oggi andremo ad analizzare in quali circostanze un’automobile d’inverno possa ghiacciare di notte. Buona lettura!
Condizioni necessarie per gelare
Le condizioni necessarie ad un corpo per avere uno strato di ghiaccio al di sopra sono 2:
- Ci deve essere dell’acqua che vada poi a solidificarsi
- Lo scambio termico deve essere tale da permettere il passaggio di stato (non necessariamente dovremo essere a 0°C, capiremo poi il perchè)
Supponiamo di parcheggiare la nostra automobile di sera per poi riprenderla la mattina. Supponiamo inoltre che l’automobile sia calda appena spenta (diciamo a 15°C, per fare un esempio). Durante il raffreddamento notturno, il grado di umidità assoluta presente nell’aria sarà lo stesso, ma l’abbassamento della temperatura ne ridurrà il grado di saturazione (prendendo dei numeri casuali, se la concentrazione d’acqua nell’aria fosse il 20% a 15°C, a 5°C sarebbe il 10%). Ciò significa che, restando la quantità assoluta di acqua invariata, l’abbassamento di temperatura porterà l’umidità oltre il punto di saturazione (per approfondire maggiormente il tema umidità, vedere questo articolo).
La quantità d’acqua eccedente, dopo il raffreddamento, viene “liberata” dall’aria e si deposita sul veicolo (esattamente secondo il principio con cui si forma la rugiada), andando a rimanere liquida oppure a solidificare a seconda delle temperature.
E’ possibile che l’automobile ghiacci a temperature sopra lo zero?
Sembrerebbe un paradosso, eppure la cosa è possibile! Nel caso di una serata serena, non abbiamo nulla che faccia da barriera con il cielo (la temperatura nello spazio e pari allo zero assoluto, -273.15 °C): avviene pertanto un fenomeno di scambio termico per irraggiamento tra l’atmosfera e l’automobile che si va a sommare al già noto fenomeno di conduzione tra automobile ed atmosfera.
L’irraggiamento (clicca qui per ulteriori informazioni sullo scambio termico) non fa abbassare ulteriormente la temperatura, dal momento che scalda/raffredda per azione a livello molecolare. Per capire meglio il fenomeno, immaginiamo di essere di giorno all’aperto: per esperienza pratica, sappiamo che se fossimo sotto il sole, oppure se ci spostassimo di poco per infilarci in un cono d’ombra, sentiremmo più caldo nella prima situazione rispetto che nella seconda. E’ improbabile pensare che ci siano, all’aperto, 2 temperature differenti a pochi metri di distanza; quello che avviene sotto il sole è il classico esempio di riscaldamento per irraggiamento.
Ribaltando il concetto nel caso in questione, qualora si abbia una condizione di ciel sereno, l’irraggiamento contribuirà al congelamento dell’acqua sulla nostra automobile qualora la macchina verrà lasciata all’aperto. Il fenomeno viene sventato se la macchina viene coperta, se viene lasciata sotto una tettoia, oppure se semplicemente sia una serata nuvolosa, poichè in tutti e 3 i casi stiamo introducendo una barriera tra volta celeste ed automobile ( e seguiamo lo stesso principio dell’ombra per il sole).
Quali sono i metodi di scongelamento “scientificamente” più efficaci?
Per scongelare un’automobile vi sono diverse metodologie:
- Raschiare il ghiaccio formatosi: esso non consiste nel fondere il ghiaccio (ovvero riportarlo allo stato liquido), bensì in un’asportazione meccanica dello stesso. Questa operazione potrebbe essere lunga nel caso lo strato di ghiaccio sia spesso e particolarmente duro
- Scaldare il vetro dell’automobile, per andare a fondere il ghiaccio su di esso (soffiando aria, vado per convezione a fornire energia termica che porterà il ghiaccio a fusione)
E’ assolutamente da evitare un getto d’acqua calda sul vetro: questo scioglierebbe certo il ghiaccio, ma lo shock termico porterebbe il vetro ad un’improvvisa dilatazione che avrebbe come effetto la rottura del vetro stesso (trattandosi di un materiale fragile, ovvero di un materiale che non tollera deformazione prima della rottura)
Conclusioni
L’articolo di oggi ha avuto una valenza pratica: abbiamo visto i motivi per i quali un’automobile ghiacci d’inverno e come i metodi di rimozione del ghiaccio agiscano effettivamente.
Spero che l’articolo sia stato di vostro gradimento. Fatemelo sapere nei commenti
Noi ci risentiamo nel prossimo articolo
Un saluto
Luca