Congelamento

[Sberloz]

Prima non so perchè mi sono fatto questa domanda balzana:
se si potesse prendere l'oceano pacifico, spostarlo "rigidamente" (quindi facendo sì che non perda la sua forma) al di fuori della terra, e lasciarlo nello spazio aperto, e quindi con temperatura prossima allo 0 assoluto che lo circonda totalmente... Quanto tempo impiegherebbe a congelarsi del tutto, in ogni suo punto? :mbe:

Mi chiedevo se questo tempo sarebbe da considerarsi dell'ordine dei minuti, delle ore, dei giorni... :confused: Credo poi che nel calcolo si debba considerare che il processo di congelamento non è lineare, nel senso che più l'esterno dell'oceano inizia a congelarsi, più lo strato di ghiaccio isola l'interno dall'esterno, e credo che il ritardo introdotto da una tale quantità di ghiaccio non si possa trascurare...

PS: No, non ho fumato niente... :stordita:

[FlatEric]

PS: No, non ho fumato niente... :stordita:

Non ci credo :asd:

Cmq, beh...penso che ci impieghi un bel pò, è una massa non indifferente, e come dici tua la trasmissione del calore pian piano diventa sempre minore....cmq il fatto che lo trasferisci rigidamente fà si che dovrebbe impiegarci forse meno che trasferirlo come una sfera :fagiano:

[Sberloz]

Certo, la sfera credo sia la forma in cui impiegherebbe più tempo...
La massa è tanta, ma anche il freddo che fa là fuori è tanto!

[kaioh]

mia ipotesi ....

da un lato esso si congelerebbe , ma dall'altro resterebbe liquido per la radiazione solare incidente . inoltre la forza di gravità col temp ogl ifarebbe assuemre una forma sferica

[Wilcomir]

secondo me invece ci metterebbe poco... mettiamola in questo modo: il calore si trasferisce da un corpo più caldo ad uno più freddo fino a raggiungere l'equilibrio. la velocità dipende dalle temperature, dalle masse e dalle superfici... e noi abbiamo una massa finita del cedente e una massa infinita dell'assorbente... certo la superficie è finita, ma in ogni caso sarebbe una questione di attimi IMO...

poi parlate di isolamento termico del ghiaccio... questo è certamente vero (vedi calotte polari) ma qui siamo in una situazione differente... l'acqua è immobile e il calore che l'universo può assorbire se non è infinito ci va molto vicino...

ciaooooo!

[-=DennyX=-]

Come farebbe l'acqua a cedere calore in un ambiente praticamente privo di atmosfera? :rolleyes:

Imho ci vorrebbe un tempo estremamente lungo. Che ne so, milioni di anni, o giù di lì.

Anzi, magari grazie alla radiazione solare non congelerebbe mai.

[DarKilleR]

secondo me evapora in meno che non si dica...

La temperatura dello spazio mi sembra è circa 3° K vero, ma possiamo dire che c'è il vuoto...quindi niente può traferire od asportare calore per conduzione, o convezione da esso.
Quindi l'unica cosa agente su di esso sarebbe l'irraggiamento solare perchè quello di qualsiasi altro corpo si può trascurare....ed evaporerebbe tutto per le temperature troppo elevate a cui è sottoposto.

[CioKKoBaMBuZzo]

mmm..

http://it.wikipedia.org/wiki/Immagine:Diagramma_di_fase_acqua.gif

credo evaporerebbe invece di congelare...

per congelare dovrebbe trasferire calore all'ambiente esterno, e questo non è possibile dato che sta nel vuoto (e non credo che una massa d'acqua perda molto caloreper irraggiamento)

edit: azz in ritardo di un minuto :D

la temperatura di 3°K si riferisce all'universo nel suo insieme, ma se in un punto non ci stanno particelle è un po' difficile parlare di temperatura...è una questione di scala

[-=DennyX=-]

L'evaporazione dovuta alla bassissima pressione mi pare più che plausibile.

Però andrebbe considerata anche la forza di gravità... una tale massa d'acqua forse riuscirebbe a trattenere il vapore acqueo, formando una palla liquida coperta da un'atmosfera di vapore acqueo.

[Wilcomir]

Come farebbe l'acqua a cedere calore in un ambiente praticamente privo di atmosfera? :rolleyes:

Imho ci vorrebbe un tempo estremamente lungo. Che ne so, milioni di anni, o giù di lì.

Anzi, magari grazie alla radiazione solare non congelerebbe mai.

hai tremendamente ragione :D

[FlatEric]

Come farebbe l'acqua a cedere calore in un ambiente praticamente privo di atmosfera? :rolleyes:

Imho ci vorrebbe un tempo estremamente lungo. Che ne so, milioni di anni, o giù di lì.

Anzi, magari grazie alla radiazione solare non congelerebbe mai.

Giusto, mi ero dimenticato :stordita: ed il bello è che la stessa cosa l'avevo pensata (il fatto che non cede calore) in una vecchia discussione su come morirebbe un'astronauta nello spazio :D

[gabi.2437]

Mi sa che evapora... la gravità che eserciterebbe mi sa non sia sufficiente...

[DarKilleR]

è acqua e l'acqua ha una bassissima densità, perciò la forza gravitazionale che eserciterebbe non sarebbe sufficiente a trattenere un'atmosfera di vapore acqueo...

E soprattutto non avrebbe un campo magnetico che la scherma dal vento solare ^^

E cmq evaporerebbe per la bassa pressione e per l'elevata temperatura..

[NeroCupo]

'mazzate, se vi leggesse Einsten si rivolterebbe nella tomba :D

1) Nello spazio non c'è atmosfera, quindi niente scambio termico
2) Abbiamo detto che non c'è nulla, quindi l'acqua tende ad evaporare
3) Evaporando, l'acqua raffredda rapidamente quanto rimasto, fino ad arrivare a T° << 0°C e creerebbe uno strato superficiale ghiacciato nel giro di pochi secondi, strato che comunque verrebbe all'inzio continuamente frantumanto in maniera frenetica dalle bolle di vapore che si creerebbero all'intrno della massa acquosa
4) Prima o poi lo strato ghiacciato diventerebbe coumnque stabile, continuando a sublimare fino a raggiungere una T° così bassa che la sublimazione diventerà minima, trasformandosi in una cometa con un involucro solido e il nucleo che rimarrebbe liquido per molti anni, visto che il ghiaccio è un buon isolante e la non trascurabile massa di quanto rimasto.

Che la massa d'acqua assuma forma sferica o meno non ha importanza, visto che anche un pianeta grande quanto marte non ha la forza di mantenere solidamente un'atmosfera, e l'acqua contenuta in tutti gli oceani ha una massa incredibilmente inferiore. Aumenterebbe un po' il tempo necessario per il congelamento totale, ma non credo più di un fattore da 2 a 4: in fondo, nell'oceano pacifico ci sono già fosse così profonde che lì la distanza tra centro e superfice è superiore ai 5 Km

NeroCupo

Edit & PS: Il vento solare non c'entra una pippa, ha una densità così bassa che la sua influenza, almeno nelle prime fasi, è sicuramente trascurabile. Solo parecchio tempo dopo avrebbe il suo effetto come l'ha su tutte le comete a noi conosciute
PS2: C'è anche l'irraggiameto termico, ma il suo peso è sicuramente di molto inferiore all'effetto causato dal'evaporazione ;)

[NeroCupo]

Per entrare più nello specifico, divertitevi con il diagramma di fase dell'acqua :D
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/it/thumb/5/53/Diagramma_di_fase_acqua.gif/350px-Diagramma_di_fase_acqua.gif
NeroCupo

[CioKKoBaMBuZzo]

ah caz non ho considerato il fatto che evaporando ciuccia calore dal resto...però scusa il diagramma di fase in prossimità dello 0 com'è fatto?

[NeroCupo]

ah caz non ho considerato il fatto che evaporando ciuccia calore dal resto...però scusa il diagramma di fase in prossimità dello 0 com'è fatto?Non l'ho trovato su internet, però tieni presente che esistono le comete fatte quasi esclusivamente di ghiaccio, il che sigifica che a T° molto basse è presente una tensione di vapore piccolissima, quindi in prossimità dello zero assoluto anche a basse pressioni l'acqua è solida e basta (immagina la tensione di vapore di un pezzo di ferro a temperatura ambiente: è praticamente zero)
NeroCupo

[SaettaC]

Non sono convinto del discorso: niente atmosfera --> niente scambio termico.
Non tanto per il concetto (di cui sono convinto), quanto perchè di norma nell'universo tutto si muove ad alte velocità.
Quindi magari nell'universo c'è un microgrammo di particelle per km^2 (non lo so, è solo un esempio :D ), però gli oggetti si muovono di migliaia e migliaia di km/h... Quindi attraversano molte particelle, con una "buona" (relativamente) possibilità di scambio termico.

Inoltre accadrebbe come nelle navicelle spaziali: un lato caldo perchè sottoposto alla radiazione solare, un lato freddo, perchè in ombra. :)

Concordo con tutti per il discorso dell'evaporazione con quei valori di pressione... Ma se la pressione fosse quella terrestre, credo che il congelamento avverrebbe prima per i lati meno esposti alla radiazione solare (a velocità praticamente istantanea), poi man mano il ghiaccio aumenterebbe, ma senza mai coinvolgere tutto il blocco. La parte più esposta al sole, secondo me rimarrebbe liquida (ipotizzando una pressione come quella terrestre).
Non essendoci una pressione come la terrestre, la massa d'acqua in gran parte evapora, per il resto dovrebbe diventare una specie di grossissima cometa di ghiaccio.. :D :p

[DarKilleR]

guarda che proprio perchè siamo nello spazio, l'irraggiamento solare (sempre se si parla di distanze paragonabili alla distanza terra-sole) è fortissimo, bastano pochi istanti per raggiungere temperature elevatissime...


Quindi pressione nulla e irraggiamento solare portano all'evaporazione totale, in breve tempo.

[killercode]

'mazzate, se vi leggesse Einsten si rivolterebbe nella tomba :D

1) Nello spazio non c'è atmosfera, quindi niente scambio termico
2) Abbiamo detto che non c'è nulla, quindi l'acqua tende ad evaporare
3) Evaporando, l'acqua raffredda rapidamente quanto rimasto, fino ad arrivare a T° << 0°C e creerebbe uno strato superficiale ghiacciato nel giro di pochi secondi, strato che comunque verrebbe all'inzio continuamente frantumanto in maniera frenetica dalle bolle di vapore che si creerebbero all'intrno della massa acquosa
4) Prima o poi lo strato ghiacciato diventerebbe coumnque stabile, continuando a sublimare fino a raggiungere una T° così bassa che la sublimazione diventerà minima, trasformandosi in una cometa con un involucro solido e il nucleo che rimarrebbe liquido per molti anni, visto che il ghiaccio è un buon isolante e la non trascurabile massa di quanto rimasto.

Che la massa d'acqua assuma forma sferica o meno non ha importanza, visto che anche un pianeta grande quanto marte non ha la forza di mantenere solidamente un'atmosfera, e l'acqua contenuta in tutti gli oceani ha una massa incredibilmente inferiore. Aumenterebbe un po' il tempo necessario per il congelamento totale, ma non credo più di un fattore da 2 a 4: in fondo, nell'oceano pacifico ci sono già fosse così profonde che lì la distanza tra centro e superfice è superiore ai 5 Km

NeroCupo

Edit & PS: Il vento solare non c'entra una pippa, ha una densità così bassa che la sua influenza, almeno nelle prime fasi, è sicuramente trascurabile. Solo parecchio tempo dopo avrebbe il suo effetto come l'ha su tutte le comete a noi conosciute
PS2: C'è anche l'irraggiameto termico, ma il suo peso è sicuramente di molto inferiore all'effetto causato dal'evaporazione ;)

Sui punti 1 e 2 sono d'accoro sul tre no e di conseguenza neanche sul 4 perchè in assenza di pressione la temp di congelamento è notevolmente inferiore dello 0 °C, quindi secondo me evapora tutta prima di rilasciare abbastanza calore da solidificare

[NeroCupo]

Sui punti 1 e 2 sono d'accoro sul tre no e di conseguenza neanche sul 4 perchè in assenza di pressione la temp di congelamento è notevolmente inferiore dello 0 °C, quindi secondo me evapora tutta prima di rilasciare abbastanza calore da solidificareInfatti ho scritto T° << 0°C.
Comunque, la tensione di vapore a 0°C dell'acqua è di appena 1/200mo (4,rotti millimetri di Hg) di quella a noi usuale, e quindi la temperatura di congeamento in assenza di atmosfera non credo si discosti troppo dai 0°C.

In ogni caso, l'entalpia di vaporizzazione dell'acqua è circa 2260 kJ/kg, che equivalgono a circa 600KCal. Questo significa che, per far evaporare un Kg di acqua, ti serve tanta energia pari a quella che 600 Kg di acqua possono cedere facendo calare la temperatura di 1°C in condizioni normali.
Approssimativamente, l'energia che assorbe un liro di acqua è pari a quella ch serve per congelarla

NeroCupo

[DarKilleR]

Infatti ho scritto T° << 0°C.
Comunque, la tensione di vapore a 0°C dell'acqua è di appena 1/200mo (4,rotti millimetri di Hg) di quella a noi usuale, e quindi la temperatura di congeamento in assenza di atmosfera non credo si discosti troppo dai 0°C.

In ogni caso, l'entalpia di vaporizzazione dell'acqua è circa 2260 kJ/kg, che equivalgono a circa 600KCal. Questo significa che, per far evaporare un Kg di acqua, ti serve tanta energia pari a quella che 600 Kg di acqua possono cedere facendo calare la temperatura di 1°C in condizioni normali.
Approssimativamente, l'energia che assorbe un liro di acqua è pari a quella ch serve per congelarla

NeroCupo

si i tuoi discorsi non fanno una piega e molto probabilmente nella parte in ombra succederà quello che sostieni, ma stai sottovalutando troppo l'irraggiamento solare...

Sulla terra al livello del terreno in media durante l'anno il sole ci irraggia di 1.1 Kw/s....e siamo schermati dall'atmosfera...
nello spazio vuoto la parte esposta al sole arriverebbe in poco tempo a temperature attorno ai 400°C...poi bhè bisogna considerare a che temperatura avviene l'evaporazione e rimarrà quella semplicemente con un'evaporazione più intensa..

[SaettaC]

guarda che proprio perchè siamo nello spazio, l'irraggiamento solare (sempre se si parla di distanze paragonabili alla distanza terra-sole) è fortissimo, bastano pochi istanti per raggiungere temperature elevatissime...


Quindi pressione nulla e irraggiamento solare portano all'evaporazione totale, in breve tempo.

Allora, la pressione bassissima fa evaporare tutto, insieme all'irraggiamento.

Ma dipende. Perchè se questo fosse vero sempre, non esisterebbero le comete di ghiaccio. ;)

Anche perchè non stiamo analizzando una lamina di acqua di qualche cm, ma un volume molto corposo di acqua, per cui l'irraggiamento che colpisce un "lato", non arriva all'altro lato.

Quindi, se la pressione fosse quella terrestre, il lato in cui l'irraggiamento non arriva, ghiaccerebbe subito, e quello opposto evaporerebbe.
Poi bisogna analizzare l'albedo del ghiaccio... Perchè bisogna vedere quanto riflette indietro radiazione solare...

A pressioni bassissime come quelle dello spazio, non ci piove che l'acqua evapora...
Però mi chiedo anche: che fine fa il vapore? Le molecole di h2o cosa fanno? Si scompongono in idrogeno ed ossigeno?

[NeroCupo]

si i tuoi discorsi non fanno una piega e molto probabilmente nella parte in ombra succederà quello che sostieni, ma stai sottovalutando troppo l'irraggiamento solare...

Sulla terra al livello del terreno in media durante l'anno il sole ci irraggia di 1.1 Kw/s....e siamo schermati dall'atmosfera...
nello spazio vuoto la parte esposta al sole arriverebbe in poco tempo a temperature attorno ai 400°C...poi bhè bisogna considerare a che temperatura avviene l'evaporazione e rimarrà quella semplicemente con un'evaporazione più intensa..La schermatura dell'atmosfera ci protegge dagli UV e qualche altra cosina, ma sono del tutto ininfluenti in questo caso
Le radiazioni ionizzanti sono un roblema per noi, ma per un pezzo di roccia o di ghiaccio che siano OV, infrarossi o luce visibile non conta una cippa.
Indi per cui, lasciamo stare la schermatura dell'atmosfera

Nella zona esposta ai raggi solari (se poniamo la massa acquosa alla stssa distanza che la terra ha dal Sole), grazie all'alta riflettività del ghiaccio l'assorbimento sarebbe minimo, e quindi non porterebbe a nulla.
In ogni cas, sarebbe impossibile raggiungere T° >= 0°C perchè il ghiaccio, evaporando, tornerebbe a raffreddare il materiale vicino, mantenendo la T° superficiale molto bassa

NeroCupo

[NeroCupo]

Allora, la pressione bassissima fa evaporare tutto, ma dipende. Perchè se questo fosse vero sempre, non esisterebbero le comete di ghiaccio. ;)

...

Poi bisogna analizzare l'albedo del ghiaccio... Perchè bisogna vedere quanto riflette indietro radiazione solare...*

A pressioni bassissime come quelle dello spazio, non ci piove che l'acqua evapora...
Però mi chiedo anche: che fine fa il vapore? Le molecole di h2o cosa fanno? Si scompongono in idrogeno ed ossigeno?Resta gas, così come lo è l'idrogeno, l'elio o altro ancora.
In assenza di nuclei su cui condensare e di quantità sufficienti, il vapore d'acqua si disperderebbe sempliceente nello spazio

NeroCupo

[DarKilleR]

le comete di ghiaccio sono per la maggior parte formate da ammoniaca e pochissima acqua...quindi non è il nostro ghiaccio...che poi vengono lontane "anni luce" e girato attorno al sole per poco tempo e sono già allo stato solido.
Poi tutte le comete dopo una serie di passaggi finisce tutta la propria massa.

Guarda che sulla terra si hanno temperature relativamente basse per l'irraggiamento solare perchè il calore assorbito viene ceduto per conduzione o convezione agli altri corpi circostanti e all'atmosfera...un pannello solare con vuoto spinto riesce ad arrivare a 150°C in poco tempo.

E cmq la schermatura dell'atmosfera fa in modo tale che solo 60% della potenza irraggiata dal sole arrivi sulla terra mi sembra...quindi un corpo nello spazio viene irraggiato con una potenza di quasi 2 KWatt/s per mq che non sono propriamente noccioline..

[NeroCupo]

le comete di ghiaccio sono per la maggior parte formate da ammoniaca e pochissima acqua...quindi non è il nostro ghiaccio...che poi vengono lontane "anni luce" e girato attorno al sole per poco tempo e sono già allo stato solido.
Poi tutte le comete dopo una serie di passaggi finisce tutta la propria massa.

Guarda che sulla terra si hanno temperature relativamente basse per l'irraggiamento solare perchè il calore assorbito viene ceduto per conduzione o convezione agli altri corpi circostanti e all'atmosfera...un pannello solare con vuoto spinto riesce ad arrivare a 150°C in poco tempo.

E cmq la schermatura dell'atmosfera fa in modo tale che solo 60% della potenza irraggiata dal sole arrivi sulla terra mi sembra...quindi un corpo nello spazio viene irraggiato con una potenza di quasi 2 KWatt/s per mq che non sono propriamente noccioline..L'ammoniaca evapora ancora più rapidamente dell'acqua, quindi questo depone a favore della mia tesi, mi sembra

Il 30% delle radiazioni vengono riflesse e non vengono quindi assorbite da quanto è a terra, ma la potenza per metro quadrato ricevuta complessivamente alla distanza dell'orbita terrestre è di circa 1350 watt, non 2000, almeno per quanto mi risulta.
Tieni conto sempre dell'albedo del ghiaccio, che è elevatissimo, e che quindi respingerebbe quasi tutte le radiazioni solari, mentre un pannello solare è volutamente nero per assorbire la maggior parte della luce ottenuta, chiaro che è bollente

NeroCupo

[Sberloz]

Ok quindi per riassumere la tua ipotesi: l'oceano nei primi istanti perderebbe tanta massa per evaporazione, da questo avremmo un raffreddamento dell'acqua liquida restante che la porterebbe alla formazione di ghiaccio stabile.... Quindi rimarrebbe una versione ghiacciata e rimpicciolita (con le dovute approssimazioni) dell'oceano iniziale, giusto? E questa massa di ghiaccio quanto potrebbe durare, considerati tutti i fattori che su di lei andrebbero ad agire, per altro già citati?