Які існують пояснення явища ковзання ковзанів по льоду?

У літературі можна знайти багато пояснень цього явища: зниження температури плавлення льоду під тиском; плавлення льоду через виділення тепла при терті коника про лід; шарувату будову поверхні льоду аналогічно графіту; присутність "квазіжідкого" шару на поверхні льоду і т.п.

У довіднику "Сніг" (Ленінград, Гидрометеоиздат, 1986) на стр.695 пишеться: "Теоретичне пояснення того, що коефіцієнт тертя малий, поки залишається суперечливим". Там же наводяться посилання на багато експериментальні і теоретичні роботи.

Класичне пояснення Рейнольдса і Тиндаля, дане більше 100 років тому, спирається на те, що точка плавлення льоду з підвищенням тиску знижується, невірно. З рівняння Клапейрона-Клаузіуса випливає, що для зниження температури плавлення льоду на 10 градусів необхідно тиск 1350 атм., Яке лід не може витримати (а ковзаняр не може створити своєю вагою). Детальніше в книзі І.П.Базарова "Термодинаміка", М., Вища школа, 1991, стор 167-168.

У 1936 р. Бауден і Хьюз припустили, що водяна мастило утворюється через теплоти тертя. Вони експериментували з ковзанами з різних матеріалів і виявили, що коник ковзає тим гірше, чим вище теплопровідність його матеріалу.

У 1971 р. Барнс, Тейбор і Уокер звернули увагу на те, що ковзани добре ковзають і при дуже малих швидкостях – нижче 1 см / с. Їх пояснення спирається на пластичну деформацію поверхневого шару льоду (його товщина, мабуть, дорівнює 0,1 мм).

Джерело: Н.Маено "Наука про льоді", М., Мир, 1988, стор 139-150.
За матеріалами сайту www.nature.ru

У середині дев'яностих років, коли американські вчені сканували поверхню льоду за допомогою сучасної електроніки з'ясувалося, що поверхня льодової доріжки і справді була залита водою, але, дивна річ, вода виступала навіть при нормальному тиску! Молекули, що складають верхній шар льоду, слабко пов'язані один з одним, тому майже безперешкодно переходять з одного фазового стану в інший. Лише при температурі порядку -60 градусів поверхню льоду стає в'язкою. «Тоді і ковзати на ковзанах буде проблематично» – зауважує хімік Габор Саморджаі з Берклійской лабораторії (США). Тобто, справа не в високому тиску, а в поверхневих властивостях самого льоду.

Джерело: www.znanie-sila.ru/online/issue_2486.html


Category: Наука та освіта

Comments (Прокоментуй!)

There are no comments yet. Why not be the first to speak your mind.

Leave a Reply