Perché gli alberi di ghiaccio crescono sulle goccioline congelate?

Oggi, un'altra bellezza di quest'anno Galleria del movimento fluido , che esamina un interessante puzzle associato a gocce d'acqua congelate su una superficie piana.

Oscar Enriquez e compagni dell'Università di Twente nei Paesi Bassi hanno posizionato una goccia d'acqua liquida su una piastra raffreddata a -20 gradi C e hanno guardato la goccia congelarsi.

In forma liquida, le gocce hanno una forma sferica. Ma le gocce ghiacciate sono spigolose, con una punta in alto, come il Monte Fuji. Come mai?

Il video mostra chiaramente cosa sta succedendo. Il processo di solidificazione può essere osservato molto chiaramente a causa del cambiamento di rifrazione quando l'acqua si trasforma in ghiaccio, affermano Enriquez e co.

Questo mostra che la goccia si congela dal basso verso l'alto, dove è a contatto con la piastra fredda. Quando si verifica il congelamento, la goccia rimane più o meno sferica mentre l'acqua in alto è ancora liquida.

Ma quando la parte finale del liquido si congela, la superficie viene spinta verso l'alto dall'acqua mentre si espande per formare ghiaccio. È questa espansione che fa formare un punto in cima alla 'montagna'.

Ma poi accade qualcosa di inaspettato: un minuscolo 'albero' di ghiaccio inizia a crescere dalla punta della montagna di ghiaccio.

È un po' più difficile da spiegare, ma Enriquez e compagni alla fine si accontentano di una spiegazione. Non rovinerò il divertimento. Se vuoi scoprire perché l'albero cresce, dai un'occhiata al video (link sotto). È un gioiello.

Rif: arxiv.org/abs/1110.3698 : Singolarità congelanti nelle gocce d'acqua
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