Scioglimento ghiacciai
Buongiorno
Consideriamo un sistema formato da un bicchiere in cui vi è dell'acqua e un cubetto di ghiaccio. Se confrontiamo il livello dell'acqua in queste condizioni (con il cubetto di ghiaccio) e il livello dell'acqua quando il cubetto si è sciolto, notiamo che sono uguali.
Ma allora perchè lo scioglimento dei ghiacciai provoca l'innalzamento del livello del mare?
Grazie in anticipo
Consideriamo un sistema formato da un bicchiere in cui vi è dell'acqua e un cubetto di ghiaccio. Se confrontiamo il livello dell'acqua in queste condizioni (con il cubetto di ghiaccio) e il livello dell'acqua quando il cubetto si è sciolto, notiamo che sono uguali.
Ma allora perchè lo scioglimento dei ghiacciai provoca l'innalzamento del livello del mare?
Grazie in anticipo
Risposte
Perchè il livello dell'acqua aumenta in base al volume che immergi. Un cubetto di ghiaccio nel bicchiere è completamente immerso, mentre se consideri banalmente un iceberg che sporge per metà dalla superficie, è solo la metà sommersa a determinare l'innalzamento del mare. Se lo sciogli completamente, in acqua finirà anche la parte emersa, che prima non contribuiva.
"Silence":
Perchè il livello dell'acqua aumenta in base al volume che immergi. Un cubetto di ghiaccio nel bicchiere è completamente immerso, mentre se consideri banalmente un iceberg che sporge per metà dalla superficie, è solo la metà sommersa a determinare l'innalzamento del mare. Se lo sciogli completamente, in acqua finirà anche la parte emersa, che prima non contribuiva.
Ma ne sei sicuro? Fai una piccola ricerca su google...
PS: Il livello del mare si alza non perché si sciolgono i ghiacciai nel mare, ma perché si sciolgono le masse di ghiaccio sulla terra che poi fluiscono in mare.
Ma no Silence!
dRic dice bene.
Anche il cubetto di ghiaccio galleggia senza essere completamente immerso. Il ghiaccio ha densità inferiore all’acqua, e galleggia sporgendo fuori dell'acqua per circa il 10% del suo volume. Così anche l’iceberg. Se un iceberg galleggiante si scioglie tutto, il livello del mare non sale.
https://www.****.it/lezioni/fisica/i ... mento.html
È lo scioglimento dei ghiacciai che sono inizialmente collegati alla terra , che causa l’innalzamento del mare.
dRic dice bene.
Anche il cubetto di ghiaccio galleggia senza essere completamente immerso. Il ghiaccio ha densità inferiore all’acqua, e galleggia sporgendo fuori dell'acqua per circa il 10% del suo volume. Così anche l’iceberg. Se un iceberg galleggiante si scioglie tutto, il livello del mare non sale.
https://www.****.it/lezioni/fisica/i ... mento.html
È lo scioglimento dei ghiacciai che sono inizialmente collegati alla terra , che causa l’innalzamento del mare.
Avete ragione, chiedo scusa, ci ho ripensato mentre ero in macchina e mi son morso la lingua, per qualche ragione ho mischiato con la spinta di Archimede. Grazie della correzione.
Capita a tutti di scivolare, tranquillo! Non morderti la lingua, pensa a guidare in sicurezza!
Grazie mille
Che stupido non avevo proprio considerato i ghiacciai sulla terra:)
Che stupido non avevo proprio considerato i ghiacciai sulla terra:)
"Damiano77":
Buongiorno
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Ma allora perchè lo scioglimento dei ghiacciai provoca l'innalzamento del livello del mare?
Grazie in anticipo
A parita' di massa, il ghiaccio occupa un volume maggiore dell'acqua allo stato liquido.
E' una anomalia se confrontata con la maggioranza degli altri composti: tendenzialmente, data una massa $m_x$ del composto $x$, si osserva che nello stato solido il volume occupato e' sempre minore di quello che la stessa massa occuperebbe allo stato liquido. Ma esistono composti che fanno eccezione a questa regola e uno di questi e' l'acqua.
Il [url=https://it.wikipedia.org/wiki/Diagramma_di_fase#/media/File:Diagramma_di_fase_acqua_2.svg]Diagramma di Fase dell'Acqua[/url] e' composto da tre curve: la curva solido-aeriforme (sublimazione), solido-liquido (liquefazione), liquido-aeriforme (evaporazione).
Come si puo' notare, la curva di sublimazione dell'acqua ha inizialmente una pendenza negativa e questo implica che ad una data temperatura $T$, se comprimiamo della massa d'acqua solida questa diventa liquido, "molto grossolanamente parlando".
Dunque la densita' $\delta=\frac{massa}{volume}$ a parita' di massa per l'acqua e' minore se allo stato solido (ghiaccio).
Se consideriamo dunque le regioni artiche, dove l'acqua allo stato solido galleggia sulla restante parte liquida, lo scioglimento del ghiaccio provoca una diminuzione del volume totale occupato.
Al contrario, nelle terre ricoperte dai ghiacci (es. Antartide) il ghiaccio sciolto si riversa in mare provocandone dunque un aumento di livello rispetto alle terre emerse.
Sono dunque questi ultimi fenomeni di scioglimento dei ghiacci sulla terra a provocare il fenomeno dell'innalzamento del livello del mare e non, come erroneamente si crede, lo scioglimento dei ghiacci artici.
Se consideriamo dunque le regioni artiche, dove l'acqua allo stato solido galleggia sulla restante parte liquida, lo scioglimento del ghiaccio provoca una diminuzione del volume totale occupato.
Questa è la stessa storia del cubetto di ghiaccio: se galleggia liberamente, un iceberg che si sciogliesse completamente NON farebbe variare il livello del mare. Il minor volume che la sola parte immersa dell’iceberg va ad occupare sciogliendosi è compensato da quel 10% di volume solido che prima usciva fuori, sciogliendosi questo il livello dell’acqua resta uguale .
"Shackle":Se consideriamo dunque le regioni artiche, dove l'acqua allo stato solido galleggia sulla restante parte liquida, lo scioglimento del ghiaccio provoca una diminuzione del volume totale occupato.
Questa è la stessa storia del cubetto di ghiaccio: se galleggia liberamente, un iceberg che si sciogliesse completamente NON farebbe variare il livello del mare. Il minor volume che la sola parte immersa dell’iceberg va ad occupare sciogliendosi è compensato da quel 10% di volume solido che prima usciva fuori, sciogliendosi questo il livello dell’acqua resta uguale .
Ciao Shackle,
il tuo ragionamento non mi convince.
Prendiamo un bicchiere con dell'acqua e facciamo congelare quest'ultima. Noteremo un aumento di volume dell'acqua (ora solida). Se ora riportiamo l'acqua allo stato liquido noteremo una diminuzione del volume.
Ora il nostro "contenitore" e' una sorta di calotta sferica dove vi e' acqua (idealmente, togliendo le terre emerse per semplicita'). Se prima portiamo l'acqua allo stato solido e poi la riportiamo allo stato liquido otterremo lo stesso effetto per cui, imho, durante lo scioglimento delle acque si assiste ad un abbassamento dell'altezza relativa al fondale (fare esperimento a casa per credere).
"gmorkk":
[quote="Shackle"]Se consideriamo dunque le regioni artiche, dove l'acqua allo stato solido galleggia sulla restante parte liquida, lo scioglimento del ghiaccio provoca una diminuzione del volume totale occupato.
Questa è la stessa storia del cubetto di ghiaccio: se galleggia liberamente, un iceberg che si sciogliesse completamente NON farebbe variare il livello del mare. Il minor volume che la sola parte immersa dell’iceberg va ad occupare sciogliendosi è compensato da quel 10% di volume solido che prima usciva fuori, sciogliendosi questo il livello dell’acqua resta uguale .
Ciao Shackle,
il tuo ragionamento non mi convince.
Prendiamo un bicchiere con dell'acqua e facciamo congelare quest'ultima. Noteremo un aumento di volume dell'acqua (ora solida). Se ora riportiamo l'acqua allo stato liquido noteremo una diminuzione del volume.
Ora il nostro "contenitore" e' una sorta di calotta sferica dove vi e' acqua (idealmente, togliendo le terre emerse per semplicita'). Se prima portiamo l'acqua allo stato solido e poi la riportiamo allo stato liquido otterremo lo stesso effetto per cui, imho, durante lo scioglimento delle acque si assiste ad un abbassamento dell'altezza relativa al fondale (fare esperimento a casa per credere).[/quote]
Ma non è che puoi recintare la calotta polare a piacere e dire che è un sistema chiuso come un bicchiere. Devi considerare tutto il mare della terra per fare il ragionamento e quindi il caso non è analogo al bicchiere d'acqua che si ghiaccia, ma a quello di un ghiacciolo che galleggia nel bicchiere d'acqua.
"dRic":
Ma non è che puoi recintare la calotta polare a piacere e dire che è un sistema chiuso come un bicchiere. Devi considerare tutto il mare della terra per fare il ragionamento e quindi il caso non è analogo al bicchiere d'acqua che si ghiaccia, ma a quello di un ghiacciolo che galleggia nel bicchiere d'acqua.
Mi sembra di averlo fatto. L'acqua del mare terrestre si puo' considerare in un recipiente a forma di calotta sferica. Una parte di quest'acqua, tuttavia, e' ghiacciata, dunque comporta una diminuzione del livello del mare.
Ovvio che qui non considero il ghiaccio sulle terre emerse che invece producono l'effetto opposto (ed e' molto maggiore di quello presente al polo nord).
Se in un bicchiere d'acqua metti un "ghiacciolo" o cubetto di ghiaccio, infine, il livello del bicchiere sara' sempre e comunque maggiore di quello che osservavi senza immergervi il ghiaccio ...
Se in un bicchiere d'acqua metti un "ghiacciolo" o cubetto di ghiaccio, infine, il livello del bicchiere sara' sempre e comunque maggiore di quello che osservavi senza immergervi il ghiaccio ...
Ma questo è ovvio: se butto in una piscina una verga di ghiaccio, che galleggia, il livello della piscina sale! Qui si sta discutendo, piuttosto, di ciò che succede dopo! Sciogliendosi il ghiaccio, il livello rimane costante.
Lasciamo stare questioni legate al sale presente nel mare, parliamo solo di $H_2O$ .
"Shackle":
“Se in un bicchiere d'acqua metti un "ghiacciolo" o cubetto di ghiaccio, infine, il livello del bicchiere sara' sempre e comunque maggiore di quello che osservavi senza immergervi il ghiaccio ...”
Ma questo è ovvio: se butto in una piscina una verga di ghiaccio, che galleggia, il livello della piscina sale!
E son d'accordo.
"Shackle":
Qui si sta discutendo, piuttosto, di ciò che succede dopo! Sciogliendosi il ghiaccio, il livello rimane costante.
Lasciamo stare questioni legate al sale presente nel mare, parliamo solo di $H_2O$ .
Forse ci siamo fraintesi: si', sono d'accordo anche riguardo cio'.
Per meglio chiarire la questione (onde evitare fraintedimenti) si consideri un bicchiere con un cubetto d'acqua che vi galleggi.
Sia $h_0$ l'altezza del bicchiere prima che il cubetto vi si immerga e siano rispettivamente $h_x$, $h_i$, $\delta_l$, $\delta_s$ l'altezza raggiunta dopo l'aggiunzione del cubetto, l'altezza della parte di cubetto immersa, densita' dell'acqua liquida e densita' del ghiaccio. Sia $l$ l'altezza del cubetto e $A=l^2$ l'area di base dello stesso. Sia invece $S$ l'area di base del contenitore (bicchiere) a sua volta assunto come un recipiente cubico.
La massa $m_l$ dell'acqua liquida dopo l'aggiunzione del cubetto non varia (prima che questo si sciolga!) quindi deve essere $\delta_lSh_0=\delta_l ((S-A)h_i+(h_x-h_i)S)$ quindi $Sh_0=(S-A)h_i+(h_x-h_i)S$ da cui possiamo ricavare l'altezza dell'acqua dopo l'aggiunzione del cubetto che e' $h_x=h_0-(1-A/S)h_i+h_i=h_0+\frac{A}{S}h_i$.
Sappiamo d'altra parte che $h_0S\delta_l=m_s$ e quindi $h_0=\frac{m_l}{\delta_lS}$, invece $Ah_i\delta_l=Al\delta_s$ per il Principio di Archimede. Sostituendo alla prima equazione ricavata queste ultime due relazioni otteniamo $h_x=\frac{m_l}{\delta_lS}+\frac{A}{S}\frac{Al\delta_s}{A\delta_l}$, ma $Al\delta_s=m_s$, la massa di ghiaccio, quindi $h_x=\frac{m_l}{\delta_lS}+\frac{m_s}{\delta_lS}$.
Quindi l'altezza raggiunta dipende solamente dalle masse di acqua e ghiaccio e non varia durante lo scioglimento di quest'ultimo (infatti il numeratore risulterebbe invariato).
Credo che il fraintendimento invece sia nato dal fatto che, invece, se prendiamo un bicchiere d'acqua e lo congeliamo, osserviamo un aumento di volume che corrisponde ad un innalzamento dell'altezza relativa al fondo e riportando questo sistema allo stato liquido si osserva una diminuzione fino a ripristinare l'altezza prima del congelamento.
Sia $h_0$ l'altezza del bicchiere prima che il cubetto vi si immerga e siano rispettivamente $h_x$, $h_i$, $\delta_l$, $\delta_s$ l'altezza raggiunta dopo l'aggiunzione del cubetto, l'altezza della parte di cubetto immersa, densita' dell'acqua liquida e densita' del ghiaccio. Sia $l$ l'altezza del cubetto e $A=l^2$ l'area di base dello stesso. Sia invece $S$ l'area di base del contenitore (bicchiere) a sua volta assunto come un recipiente cubico.
La massa $m_l$ dell'acqua liquida dopo l'aggiunzione del cubetto non varia (prima che questo si sciolga!) quindi deve essere $\delta_lSh_0=\delta_l ((S-A)h_i+(h_x-h_i)S)$ quindi $Sh_0=(S-A)h_i+(h_x-h_i)S$ da cui possiamo ricavare l'altezza dell'acqua dopo l'aggiunzione del cubetto che e' $h_x=h_0-(1-A/S)h_i+h_i=h_0+\frac{A}{S}h_i$.
Sappiamo d'altra parte che $h_0S\delta_l=m_s$ e quindi $h_0=\frac{m_l}{\delta_lS}$, invece $Ah_i\delta_l=Al\delta_s$ per il Principio di Archimede. Sostituendo alla prima equazione ricavata queste ultime due relazioni otteniamo $h_x=\frac{m_l}{\delta_lS}+\frac{A}{S}\frac{Al\delta_s}{A\delta_l}$, ma $Al\delta_s=m_s$, la massa di ghiaccio, quindi $h_x=\frac{m_l}{\delta_lS}+\frac{m_s}{\delta_lS}$.
Quindi l'altezza raggiunta dipende solamente dalle masse di acqua e ghiaccio e non varia durante lo scioglimento di quest'ultimo (infatti il numeratore risulterebbe invariato).
Credo che il fraintendimento invece sia nato dal fatto che, invece, se prendiamo un bicchiere d'acqua e lo congeliamo, osserviamo un aumento di volume che corrisponde ad un innalzamento dell'altezza relativa al fondo e riportando questo sistema allo stato liquido si osserva una diminuzione fino a ripristinare l'altezza prima del congelamento.
Questo è chiaro. Non capisco (penso di parlare anche per @Shackle) il tuo discorso sul livello del mare nella calotta che mi ha un po' confuso
"dRic":
Questo è chiaro. Non capisco (penso di parlare anche per @Shackle) il tuo discorso sul livello del mare nella calotta che mi ha un po' confuso
Credo che ci siamo appunto fraintesi al primo post.
Nella mia considerazione iniziale consideravo solo la zona artica come un sistema chiuso per sottolineare il fatto che lo scioglimento di una massa di acqua solida comporta una diminuzione del volume. Non era considerato il sistema acqua+mare. Successivamente mi era parso che si volesse intendere il sistema mare con l'aggiunta di ghiaccio.
Quindi l'altezza raggiunta dipende solamente dalle masse di acqua e ghiaccio e non varia durante lo scioglimento di quest'ultimo (infatti il numeratore risulterebbe invariato).
Esattamente ! Mi accingevo a fare anch'io dei conti e pubblicarli, ma non occorre più . Ciò che determina il livello finale, dopo lo scioglimento del cubetto, è la massa, non il volume .
Mi sembra che l'equivoco sia stato chiarito !
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