Блог за пензионери Зошто мразот е толку лизгав?
Блог за Бог и светот
Сабота 17-ти февруари 2018 година
Зошто мразот е толку лизгав?
На тековните Зимски олимписки игри, некои можеби се прашуваат зошто лизгалците и скиите толку добро се лизгаат. И одговорот се чини очигледен: исто како што маслото го намалува триењето на менувачот на автомобилот, тенок слој вода на површината на мразот промовира лизгање на скии и лизгалки. Овој одговор е точен во принцип, но води кон следното прашање:
Од каде потекнува овој слој на вода, што овозможува лизгање?
Топење на притисок Одговор на ова прашање се нуди и денес во некои учебници по средно училиште по физика - но тоа не е во ред. Таму тие понекогаш тврдат: Бидејќи тежината на лизгачот се пренесува на мразот само преку многу тесните тркачи, притисокот врз мразот е толку голем што се топи локално. Ова создава тенок филм со вода на кој тркачите (или скии или санки) потоа можат лесно да се лизгаат. Овие Топење на притисок е познато и од глечерите, кои по своја тежина создаваат размачкана стопена вода на карпата подолу, на која се лизгаат надолу во долината.
Она што работи со глечерите не мора да се однесува на уметничко лизгање. На универзитетот може да се научи на почетниците од физика за предавања по физика дека се користи равенката на Клаузиус-Чепејрон треба да се применуваат. Ја воспоставува врската помеѓу притисокот врз мразот и намалувањето на точката на топење. Според ова, лизгачот тежок 75 килограми и чии сечила на скејт имаат контактна површина од 6 сантиметри квадратни, создава притисок од 12 бари врз мразот. Според Клаузиус-Чепејрон, ова би ја намалило точката на топење на допрениот мраз за нешто помалку од една десетина од степенот. Сепак, ова е премалку за да се создаде слој на вода, бидејќи уметничкото лизгање тогаш веќе не би било можно на температури на мразот од неколку степени под нулата. (Дури и коњ на тркачи не би лизгал). Патем, некој веќе би бил со топење на притисокот Стојте мирно по кратко време во локва вода, што искуството покажа дека не е така.
Топење со триење Денес знаеме дека Триечка од триење дава суштински придонес во формирањето на водниот слој. Сечилата на скејт или тобоган генерираат триење на мразот, ја топат површината на мразот и со тоа создаваат тенок филм на вода. Експериментите, всушност, покажаа дека триењето на интерфејсот лизгалка/мраз предизвикува топење на мразот. Типичен лизгач на мраз ја користи фрикционата топлина за да течни до 12 кубни милиметри мраз по должината на сечилото, создавајќи воден филм дебел 0,04 милиметри. Се претпоставува дека овој филм е уште потенок по кратко време, бидејќи топената вода се истура странично поради тежината на лизгачот и со тоа не придонесува за лизгање.
Сепак, притисокот и триењето не можат да бидат единственото објаснување за лизгавиот мраз. Треба да има трет придонес. Ова го забележувате кога ќе седнете на панталоните кога ќе стапнете на мразот за прв пат: размачканиот слој на мразот се чини дека е независен од тежината, температурата и движењето. Бидејќи мразот е - дури и без надворешни влијанија, како што се тркачи и скии - од тенок, течен Филм претерано. Не треба да мислите на тоа како локва, туку напротив слој на вода што е дебел само неколку молекуларни слоеви.
За да се објасни ова, треба да се каже следново: додека молекулите на водата во мразот се редовно распоредени и фиксирани едни на други, тие ја губат кохезијата на површината (т.е. во „воздухот“). Тие се наоѓаат на мрежата на ледени кристали подолу - но тие се подвижни. Овој воден филм е фаза со нарушени, молекули кои лесно се менуваат. На мразот му дава лизгавост. Само во последните неколку години физичарите го истражуваа овој слој со комплицирана опрема (рентген дифрактометар, извори на синхотронско зрачење и сл.). Таа е само неколку Нанометар (nm) густа, каде 1 nm одговара на милионити дел од милиметарот. Меѓутоа, на минус 38 степени, овој површински слој ја губи својата подвижност и со тоа го инхибира лизгањето на мраз.
За среќа, во Пјеончанг е само минус 20 степени.
Затоа, прогнозата се применува: Ски и тобоган добро!