你有沒有想過:冰為何是滑的?經過多年研究,科學家還沒完全搞懂
到了冬天,就是下雪的季節。一旦下了雪,地面結冰,就是在所難免的。
每次地面結冰的時候,大家都要像鴨子一樣一搖一擺地走路,否則就會滑倒。
那麼,你有沒有想過:冰為何是滑的?為什麼我們會滑倒呢?
從另一方面來看:既然冰是如此之滑,為何滑冰的人踩在冰刀上,就可以隨意地在上面滑冰,而不滑倒呢?
這個問題,不僅我們沒想明白,連科學家也都充滿了疑問。
這首先要從水和冰的區別來說。
水和冰,其實是同一個物質的不同狀態,一個是液態,一個是固態。一般來說,一種物質從液態轉變為固態,體積會變小。可是,水是個例外。由於獨特的分子作用力,導致水在凝固成冰的時候,反而會膨脹。
因此,有人就提出猜想:如果我們用外界的壓力壓迫冰,比如人踩上去,就會導致冰的體積變小,那麼它就會變成水。而由於水面是平的,所以,冰就非常光滑了。
這個說法在生活中,也可以自己進行實驗。我們可以拿一個冰塊,然後取一根細鐵絲放在冰塊上,通過壓鐵絲的兩側提供壓力,可以用鐵絲將冰割成兩塊。而同時,被割過的部分,只要你不將它們分開,它們很快就會重新凍結在一起,這就是冰的再膨脹現象。
這就是一直廣為流傳的壓力融解說,不過,儘管流傳了這麼久,人們對這個說法的質疑聲一直沒有平息過。
以上面說的冰刀滑冰為例,有科學家計算過:想要利用壓力導致冰的分子作用力被破壞的話,並不是那麼容易的事。即使冰刀的面積非常小,但是如果想達到足夠的壓強,至少也需要一個350斤的人踩上去才行。一般一個普通體重的人踩在冰刀上所產生的壓強,只能夠把冰升溫0.02攝氏度,這顯然是不合理的。
壓力融解說雖然被質疑,但是絕大部分科學家還是相信:冰之所以滑,和表面的水是有著密不可分的關係的。實際上,不論是多低的溫度,即使在冰點以下,冰的表面始終都會附著一層水。
著名物理學家法拉第曾經就做過一個實驗:把兩塊冰放在冰箱里,過一會再拿出來,它們竟然凍結在了一起。這說明,中間一定有水凍結過。
那麼,解決冰為何滑的問題,似乎就變成了解決冰面為何永遠都水的原因。
有人認為,滑冰運動員之所以可以讓冰的表面有水,並不像上面說的來自於壓力,而是摩擦力啊,摩擦生熱啊!
可是,這個說法的破綻更多:如果這樣的話,滑冰隊員還沒滑冰的時候,沒有摩擦生熱,可是冰還是很滑啊!
直到現在,這個問題始終還沒有一個解答,能夠說服所有人。
小編認為,這個世界本來就沒有固定的東西,所有的一切都處於平衡的狀態。
水凝固成冰,也不是絕對地全部凝固,而是絕大部分凝固。只要不是在絕對零度,所有的微觀粒子都是處於運動狀態。冰層內部的粒子由於外面還有冰的束縛,所以無法自由運動。而表面則不一樣,冰的分子可以自由運動,有的運動得快一點,在宏觀上就表現為水了。
總之,這個有趣的問題,目前還沒有一個準確的答案,希望科學家早一點研究明白,畢竟,我真的不想冬天再在外面摔跤了!
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