Трактат о воде. 5. 0

     Одно из агрегатных состояний воды — лед. Лёд до сих пор
таит в себе загадку, которую никак не могут достоверно
объяснить лучшие умы человечества — почему он скользкий?
      В настоящее время суть самой общепризнанной и
распространенной гипотезы, объясняющей скользкость
льда, заключается в том, что в результате давления на лёд,
например, скользящей поверхности коньков, лёд плавится,
появляется очень тонкая пленка воды, которая является
смазкой и в следствие этого сила трения скольжения
уменьшается.
     Интересно, кто же был этот ,,умник'', первым
придумавший данную гипотезу? И в каком веке?
     Вы обратили внимание, что слово умник у меня взято в
кавычки?! Чуть позже мы вернемся к этому моменту.
      История сохранила для нас имя этого человека, а точнее
двух. Двух братьев.
      В 1949 году британский физик Уильям Томпсон (Будущий
лорд Кельвин) и его брат инженер Джейн Томпсон выдвинули
гипотезу, что лёд под коньками плавиться, поэтому коньки
скользят уже не по льду, а по пленке воды на его поверхности.
И понеслось это объяснение И понеслось! В различных
статьях и учебниках физики. И несется до сих пор.
    Возникает закономерный вопрос — эти два уважаемых
джентльмена когда - нибудь пробовали иди по льду на
лыжах?! Ничего, что в таком случае лед оказывается тоже
очень скользким?! А какое давление на лёд будет, когда
человек идет на лыжах?!
       В 1950 году другой уважаемый британский джентльмен и
великий физик Майкл Фарадей выдвинул свою версию. По его
предположению на поверхности льда при отрицательных
температурах ВСЕГДА есть тонкая пленка воды, поэтому если
при этих отрицательных температурах положить один кубик
льда на другой , то через несколько часов тонкая пленка воды
замерзнет и кубики будут одним целым.
    Затем была другими учеными выдвинута еще одна
гипотеза, получается третья по счету — пленка воды
образуется под коньками из-за трения. Но самый простой
обыватель знает, что даже при самом минимальном движении
лед уже скользкий.
     Так что же получается? А получается, что все три гипотезы
очень и очень сомнительны!
         В начале двадцатом веке свое объяснение дал Я.И.
Перельман, наш самый известный популяризатор науки в
СССР в книге ,,Занимательная физика''.  Статье  называется ,,Почему лёд скользкий?''
                Отрывок из статьи               
  ,,На гладко натертом полу легче подскользнуться, нежели на обыкновенном.
Казалось бы, то же самое должно происходить на льду, т. е. гладкий лед должен быть более скользок, нежели лед
бугорчатый, шероховатый. Но если вам случалось везти нагруженные ручные санки через неровную бугристую ледяную поверхность, вы могли убедиться, что, вопреки ожиданиям, сани проскальзывали по такой поверхности
заметно легче, чем по гладкой. Шероховатый лед более скользок, чем зеркально гладкий! Это объясняется тем, что скользкость льда зависит главным образом не от гладкости, а от совершенно особой причины: от того, что температура
плавления льда понижается при увеличении давления.               
    Разберем, что происходит, когда мы катаемся на коньках. Стоя на коньках, мы  опираемся на очень маленькую площадь, всего в несколько квадратных сантиметров. И на эту небольшую площадь целиком давит вес нашего тела. Если вы вспомните сказанное в гл. 2 о давлении, то поймете, что конькобежец давит на лед
со значительной силой. Под большим давлением лед тает при пониженной температуре; если, например, лед имеет
температуру –5 °С, а давление коньков понизило точку плавления льда, попираемого коньками, более чем на 5 °С, то эти
части льда будут таять*). Что же получается? Теперь между полозьями коньков и льдом находится тонкий слой воды, –
неудивительно, что конькобежец скользит. И как только он переместит ноги в другое место, там произойдет то же самое.
Всюду под коньками лед превращается в тонкий слой воды. Такими свойствами из всех существующих тел обладает только
лед; один советский физик назвал его «единственным скользким телом в природе». Прочие тела гладки, но не скользки.
  Теперь мы можем вернуться к вопросу о том, гладкий или шероховатый лёд более скользок.
 Мы знаем, что один и тот же груз давит тем сильнее, чем на меньшую площадь он опирается. В каком же
случае человек оказывает на опору большее давление: когда он стоит на зеркально гладком или на шероховатом льду? Ясно,
что во втором случае: ведь здесь он опирается лишь на немногие выступы и бугорки шероховатой поверхности. А чем
больше давление на лед, тем обильнее плавление и, следовательно, лед тем более скользок (если только
полоз достаточно широк; для узкого полоза коньков, врезающегося в бугорки, это неприложимо – энергия движения
расходуется здесь на срезывание бугорков).''

     Яков Исидорович Перельман для меня уважаемый
человек. Но хотелось бы у него спросить, что , конечно ,
сейчас невозможно. Если в приведенном им примере на улице
будет температура минус 20 градусов Цельсия и температура
из-за давления снизится на 5 градусов, то при 15 градусах
вода будет плавиться ? Ведь в его примере она плавиться при
0 градусов?!
        Наиболее достойно, на мой взгляд - это попытаться
самому придумать гипотезу, объясняющую почему лед
скользкий. В следующей части попытаюсь высказать свое
личное мнение , размышления по поводу того, почему лёд
такой скользкий.
                30.11.2024
                P.S. Продолжение последует.