Giuseppe mi ha sottoposto un esercizio:
Su un ettaro di terreno si trova uno strato di neve di massa 2,34 x 105 kg alla temperatura di 0 °C. Inizia a piovere e sul terreno cadono 35 mm di pioggia alla temperatura di 5,0 °C. (Un ettaro è pari a 10 000 m2). Questa precipitazione riesce a sciogliere completamente lo strato di neve?
Ecco la mia discussione:
Il volume di acqua piovana è pari a quello di un parallelepipedo di base pari a 10000 m2 e altezza pari a 0,035 m. Ciò corrisponde a una massa di 3,5 x 105 kg. La capacità termica di tale quantità d'acqua è pari a 1,5 x 109 J/K.
Nella fusione del ghiaccio questo rimane alla temperatura di 0 °C. Se tutta l'acqua caduta deve portarsi a questa temperatura, ciò comporta uno scambio di energia dall'acqua al ghiaccio di 7,5 x 109 J. Tenendo conto che il calore di fusione del ghiaccio è di 3,34 x 105 J/kg, l'energia scambiata basta soltanto a sciogliere 2,2 x 104 kg di neve. Rimane perciò sul terreno una quantità di neve pari a 21,2 x 104 kg.