Trois conditions sont nécessaires à la formation de la neige : l'atmosphère doit être suffisamment humide ; la température doit être suffisamment basse ; des particules solides doivent être présentes dans l'air.
Document 1 : Croissance d'un flocon de neige
Flocon de neige
À l'origine de la croissance d'un flocon de neige se trouve une minuscule gouttelette d'eau d'un rayon d'environ 10 μm. La solidification de la gouttelette en un noyau de glace (aussi appelé « noyau de condensation ») est engendrée par la présence de fines particules solides. Ensuite, les molécules d'eau présentes dans l'atmosphère se fixent à la surface du noyau de condensation. Ainsi, le flocon de neige croît jusqu'à atteindre une taille de l'ordre du millimètre.
Structure cristalline hexagonale de la glace
Les flocons de neige possèdent six branches car les molécules d'eau dans la glace s'organisent à l'échelle microscopique selon une structure cristalline hexagonale.
Quelle est la formule chimique de la molécule d'eau et sa composition ?
La formule chimique de l'eau est \ce{H2O} car elle est composée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène.
Quel est le classement d'ordre de taille correct ?
Le classement d'ordre de taille correct est le suivant :
Atome d'oxygène < molécule d'eau < flocon de neige
D'après certaines observations, il semblerait que les précipitations de neige soient plus fréquentes dans les grandes villes que dans les campagnes environnantes.
Parmi les propositions suivantes, quelle hypothèse permettrait d'expliquer cela ?
L'hypothèse correcte est la suivante :
L'air atmosphérique des villes est plus pollué, notamment en particules solides.
Lorsque les précipitations de neige sont importantes, l'effondrement d'une toiture est possible. Ainsi, le toit de l'abribus représenté sur le document 2 n'est pas capable de supporter un poids supérieur à 2 000 N.
D'après le document 2, et en effectuant les calculs nécessaires, ce toit d'abribus peut-il résister à une épaisseur de neige fraîche de 50 cm ?
Données :
- \text{Volume d'un pavé droit} = \text{longueur} \times \text{largeur} \times \text{hauteur}
- Masse volumique de la neige fraîche : 40 \text{ kg/m}^3
- Intensité de la pesanteur sur Terre : g = 10 \text{ N/kg}
Document 2 : Dimensions de l'abribus
On commence par calculer le volume de la couche de neige de 50 cm d'épaisseur :
V= \text{longueur} \times \text{largeur} \times \text{hauteur}
V= 3{,}6 \times 1{,}6 \times 0{,}50
V= 2{,}88 \text{ m}^3
On peut maintenant calculer la masse correspondante en utilisant la masse volumique de la neige fraîche :
\rho = \dfrac{m}{V} \Leftrightarrow m = \rho \times V
m = 40 \times 2{,}88
m = 115{,}2 \text{ kg}
On peut enfin en déduire le poids de cette couche de neige :
P = m \times g
P = 115{,}2 \times 10
P = 1 \ 152 \text{ N}
Le poids de cette couche de neige est donc inférieur au poids maximal que peut supporter l'abris (2 000 N) : l'abribus peut supporter cette couche de neige.