冰到底有多滑

时间:2024-06-25 11:26:06

【题】我们可以将“人可以在冰上滑行”这个现象解释为,在压力很高时冰的熔点会降低。我们已知,大约需要130牛的压力可以使冰的熔点降低1℃。所以比如说在-5℃时,滑冰者需要给冰施加5×130=650牛的压力才能在冰上滑行。但是,滑冰者给予冰的压力是绝对无法满足使冰的熔点降低5℃的,因为冰刀与冰面接触的面积不过几平方厘米,落在每平方厘米上滑冰者的体重不过10~20千克。

那么人能够滑冰,甚至能在-5℃以下的低温中滑冰这种现象又怎么解释呢?

冰到底有多滑

【解】冰鞋的刀刃与冰面的接触面积被夸大了——这就是理论计算和实际现象之间出现矛盾的原因所在。冰刀与冰的接触只是几个突出的点,而不是冰刀的支撑地面的全部面积,总面积看起来绝不会超过0.1平方厘米,也就是10平方毫米。在这种情形下假设滑冰的是一个60千克的人,他带给冰面的压力不会低于60/0.1=600(千克/平方厘米),也就是说理论上实现融化冰面的要求被远远地满足了。

同理,雪面上载着半吨行李的雪橇正在滑行时,雪橇和雪的真实接触面积是不会比5平方厘米大的,产生的压强比1 000个工程大气压还要大。

假如天气足够寒冷的话,对于降低冰的熔点,冰鞋的压力可能是不够的,这时由于缺乏水的润滑,滑冰或者坐雪橇都会变得很困难。