Perché i ponti ghiacciano prima della strada?
La gente nei climi freddi è abituata ai cartelli che avvertono che “il ponte ghiaccia prima della strada”. L’acqua sulla superficie si congela una volta che la superficie diventa abbastanza fredda, ma perché la strada si raffredda più velocemente?
Il riscaldamento e il raffreddamento risultano dal flusso netto di energia: guadagni meno perdite. Di fronte a un falò serale, la tua fronte si riscalda perché il guadagno di energia supera la perdita di energia. Per ragioni opposte, la tua schiena si raffredda, perché perde più energia nell’aria fredda della notte di quanta ne guadagni.
La ragione fondamentale per cui un ponte si congela per primo è che perde energia dalla parte superiore, dai lati e dal fondo, mentre la strada perde energia principalmente dalla parte superiore. Con più superficie per scambiare energia con l’atmosfera, il ponte si raffredda più rapidamente alla temperatura dell’aria.
Inoltre, i ponti in acciaio sono eccellenti conduttori di calore, e così quando l’aria fredda entra in contatto con l’acciaio, il rapido trasferimento di calore all’aria produce un raffreddamento ancora più veloce.
Anche se una strada perde calore all’aria fredda sovrastante, guadagna energia dal terreno, il che rallenta il processo di raffreddamento. Questo guadagno di energia è un’altra ragione per cui una strada si raffredda e ghiaccia più lentamente di un ponte.