23 ene 2015

Qué bonita es la nieve

Nieve en una calle de León
Nieve en León
Esta semana ha nevado en León varios veces, así que vamos a proponer un problema relacionado con la nieve.

Se trata de estimar cuántos copos de nieve han caído en la ciudad de León si la capa ha alcanzado 10 cm de espesor.

Lo más importante es el procedimiento que empleéis para calcularlo, que debe ser lo más preciso posible.








 Edito la entrada después del comentario de Guillermo

Superficie de la ciudad de León.

No se encuentra fácilmente la superficie de la ciudad de León en internet. Suele venir la superficie de todo el municipio (unos 39 Km2). En cambio se puede medir fácilmente con una herramienta que proporciona Iberpix, como se ve en la imagen de al lado.
Con esa herramienta se ve que la superficie de la ciudad de León es de unos 12 Km2 o 12*106 m2


Cantidad de agua equivalente a 10 cm de nieve:

Se encuentra fácilmente que la densidad de la nieve recién caída es de 80 a 100 kg/m3, es decir aproximadamente un 10% es agua, de modo que que 10 cm de nieve equivalen a 1 cm de agua

Cuánta agua hay en un copo de nieve

Tampoco es fácil encontrar este dato y por otro lado los tamaños de los copos varían mucho. He encontrado referencias entre 3 y 20 mg

Referencias:
3 mg (alrededor de 100 cristales de nieve)
http://hypertextbook.com/facts/2001/JudyMoy.shtml

20 mg
http://archimedesnotebook.blogspot.com.es/2011/01/how-much-does-snowflake-weigh.html

Cálculos

Cantidad de agua caída en la ciudad de León con 10 cm de nieve:

Volumen de agua caída: 12*106 m2*0,01m=12*104 m3 = 12*10litros

cuya masa es de 12*10kg = 12*1010 g = 12*1013 mg

que dividido por la masa de un copo nos da:

copos pequeños: 12*1013 mg : 3 mg = 4*1013, es decir 40 billones
copos grandes: 12*1013 mg : 20 mg = 6*1012, es decir 6 billones

Guillermo ha dado 20 billones, así que la respuesta es excelente y en todo caso del mismo orden de magnitud

2 comentarios:

  1. Para resolver el problema he averiguado los siguientes datos:
    -La superficie de la ciudad de León (solo capital) :39km^2
    -La densidad de la nieve fresca: 100kg/ m^3
    -Considero que los copos de nieve pesan de media 20 mg

    Operaciones:

    volumen de nieve en un m^2 = 1m(ancho) x 1m(largo) x 0,1m(alto)=0,1m^3

    1copo/20mg nieve x 10^6mg/kg x 100kg/m^3 x 0,1m^3/m^2 x 10^6m^2/km^2 x39km^2/Superficie= 1,95 x 10^13 copos

    Respuesta: aproximadamente han caído 20 billones de copos (billón arriba, billón abajo), sin contar los que no cuajaran al principio.

    Y esperemos que caigan algunos billones más :D

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  2. Guillermo, está muy bien pensado y el método es perfecto.
    Edito la entrada para poner referencias y explicarlo un poco mejor.

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