为什么冰是滑的？

如果你曾经在不平坦的冰上拖过装满重物的雪橇，你会相信雪橇在这样的冰上行走比在光滑的冰上行走省力得多。也就是说，不平的冰比光滑的冰更滑！解释是冰的光滑度主要不是因为它的光滑度，而是完全由于另一个原因，即当压力增加时，冰的熔点降低。让我们分析一下当我们滑冰或滑雪时会发生什么。当我们穿着冰鞋站在冰上时，我们用鞋底下冰鞋的刀刃接触冰。我们的身体只支撑在非常小的面积上——总共只有几平方毫米。你的全部重量都在这个尺寸上。如果你想一想第二部分提到的压力，你就会明白溜冰者在冰上施加了巨大的压力。在巨大压力的作用下，冰可以在相对较低的温度下融化。例如，现在冰的温度是零下5摄氏度，冰刀的压力使冰刀下面的冰的熔点降低了5摄氏度以上，那么这部分冰就会融化。后来发生了什么？那时，在冰刀和冰面之间产生了一层薄薄的水，因此，溜冰者可以*地滑冰。当他的脚滑向另一个地方时，同样的事情发生了。总之，无论溜冰者走到哪里，他溜冰鞋下的冰都会变成一层薄薄的水。在所有现存的物体中，只有冰具有这种性质，所以一位物理学家称冰为“自然界中唯一光滑的物体”。其他物体是光滑的，但不光滑。现在我们可以转到这一节的主题:平滑还是不平滑哪个更滑。我们已经知道，当冰受到相同重量的压力时，压力面积越小，压力就越大。那么，溜冰者是站在光滑的冰上，对支点还是不平坦的冰上施加强大的压力呢？当然，在不平坦的情况下压力很大:因为在不平坦的冰面上，他只被支撑在冰面的几个凸点上。冰表面的压力越大，冰融化得越快。因此，冰变得更滑(这种解释仅适用于刀刃钝的冰刀。对于有锋利刀刃的冰刀，上述解释不适用，因为它切入冰的凸起部分(在这种情况下，运动能量消耗在切割的凸起部分)。日常生活中还有许多其他现象，这也可以用冰的熔点在高压下降低的原因来解释。如果两块冰堆叠在一起并被用力挤压，它们会结成一片，这可以用这个原理来解释。孩子们在捏雪球的时候，不自觉地利用了这个特点。当雪花受到压力时，它们会降低熔点，所以它们中的一些会融化，一旦被释放出来，它们的手就会冻僵。当我们滚动雪球时，我们也利用了冰的这一特性:在雪上滚动的雪球由于自身重力的作用，会暂时融化雪，然后结冰，得到更多的雪。现在，当然，你也会明白为什么在极冷的天气里，雪只能产生松散的雪球，而且雪球不容易滚动。人行道上的雪被行人踩踏后会逐渐凝固成固体冰，雪花会冻结成一整层冰。