REALIST | LIFE
Почему лед скользкий:
проделки хитрых молекул
Алёна Комарова
Единственное, в чем сходятся все ученые — это то, что на поверхности льда есть очень тонкий слой воды. Но как он образуется? Существуют три теории, которые могут объяснить это явление.
Давление
Уже десятки лет люди уверены, что лед можно растопить, приложив немного силы и давления. И объясняется это странным свойством: лед менее плотный, чем вода. Вспомните, как вы катались на коньках (не вспоминайте, если это было также ужасно, как и у меня). По законам термодинамики, когда вы давите на лед (лезвием конька, например), его структура пытается уменьшить объем. Поскольку жидкая вода занимает меньше места, чем твердый лед, ее температура плавления немного снижается. Лед плавится, вы скользите, вода снова замерзает, как только конек проезжает. Умная физика, да. И вроде все логично. Но почему тогда мы поскальзываемся в обычных ботинках, которые не давят на лед с такой же силой, как коньки? Здесь вступает в игру следующая теория.
Трение
Ступая по льду, вы трете его своими ботинками. От трения появляется жар… ну такой, легкий жарчик, но льду для плавления этого достаточно. О'кей, а почему тогда лед все еще скользкий, когда мы просто стоим на нем? Потому что молекулы воды ведут себя странно.
Свободу молекулам льда!
В далеком 1850 году физик Майкл Фарадей взял два кубика льда, приложил их друг к другу и увидел, что они примерзли. Так Майкл выяснил, что лед остается твердым, если не соприкасается с воздухом. На основе этого современные ученые пришли к выводу, что молекулы, которые находятся на поверхности льда, более подвижны, чем те, что внутри. Почему более подвижны? Потому, что сверху их не «держат» другие молекулы. У этих неусидчивых частиц достаточно энергии, чтобы поддерживать подобие тонкого жидкого слоя даже при температуре ниже нуля. Хотя чем ниже температура, тем тоньше этот слой. Например, при -170 градусов по Цельсию слой воды будет толщиной всего в одну молекулу. При такой температуре даже на коньках скользить было бы проблематично.
Ни одно из этих объяснений полностью не доказано и не опровергнуто. Так что проще их просто комбинировать.
А для нас вода по-прежнему остается такой же странной и загадочной субстанцией.
Made on
Tilda