冰为什么滑 2013

冰之所以滑,主要有以下几个原因：

压力融化理论

1. 原理
   • 当对冰施加压力时，冰的熔点会降低，正常情况下冰在0℃融化，但当受到一定压力时，在略低于0℃的温度下就可能开始融化。
   • 人在冰面上行走时，鞋底与冰面接触，对冰面产生压力，这个压力使得冰面局部熔点降低,接触点处的冰开始融化成水。
   • 这些融化形成的水起到了润滑作用，大大减小了鞋底与冰面之间的摩擦力,从而使人感觉冰很滑。
2. 证据支持
   • 实验表明，在冰面上施加较大压力时，与未施加压力的区域相比，施加压力处的冰更容易融化，比如用一个重物压在冰面上一段时间后,会发现重物下方的冰变成了水洼。
   • 滑冰运动员在冰面上滑行时，冰刀与冰面接触面积小，对冰面产生的压强很大，这足以使冰刀下方的冰快速融化,为滑冰创造了良好的润滑条件。

表面水膜理论

1. 原理
   • 即使没有外界明显的压力，冰面本身也并非完全干燥光滑，在极低温度下,冰表面会有一层极薄的水膜。
   • 这层水膜是由于冰表面的水分子具有较高的能量，它们会脱离冰的晶格结构,形成一个动态的液态层。
   • 当物体在冰面上移动时，鞋底或其他物体与这层水膜接触，摩擦力就会因水膜的存在而显著减小,导致冰面很滑。
2. 证据支持
   • 通过高分辨率显微镜观察冰面,可以看到冰表面存在一层厚度约为几个分子层的水膜。
   • 一些实验也发现，即使在没有额外压力的情况下，冰面上的物体移动起来也比在其他类似光滑表面上更容易，这说明表面水膜对减小摩擦力起到了关键作用。