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康斯坦丁,曾任职于多家IT知名企业,现是科幻星系团队创建人,多家知名媒体及企业特邀顾问专家。 个人标签 游戏电影数码控、八卦趣闻传播者、考古盗墓爱好者、互联网、时评、动漫、IT、科幻、科普 等重度关注散布者。 科幻的视角 科普的态度 分享世界百态 联系方式: EMAIL:wklx1119@sina.com QQ:102927545 MSN:wangk1026@hotmail.com

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为什么冰会滑?   

2015-11-18 20:51:50|  分类: 科普新解 |  标签: |举报 |字号 订阅

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众所周知冰是滑的,因为我们在结了冰的路上滑倒了不止一次,不少的车辆也发生了侧滑,因此还衍生出了冰球、冰壶和冰舞等等运动。之所以会出现这些状况,一切的缘由都是因为冰面足够的滑、摩擦力足够的小。如果冰面的摩擦力过大,那么这些问题都将不复存在。然而你是否从来没有想过,为什么冰会滑、摩擦力会这么小呢?难道是因为冰上有水才滑吗?这个问题看似简单,实际上却隐藏则很复杂的道理。

一直以来,学术界都认为冰之所以会滑是因为物体在上面运动的时候与冰发生了摩擦,摩擦产生的热量导致了冰融化,融化而成的水就成为了冰和物体之间的润滑剂,从而摩擦力减少,让冰面上变得非常滑。这个理论一直以来持续了很多年,在全世界的初级教科书里都是如此介绍,学生们从小就接受了这样的观念。最近伯克利国家实验室的劳伦斯教授提出的另一种理论,认为冰之所以会滑,是因为有一层“似流体层”,从而打破了这个理论,引发了学术界争论。

据劳伦斯博士向我们介绍,在以前举行冰球比赛的时候我们经常会在冰上洒水,从而让他更滑、摩擦力减少,更加适合比赛。然而经过了一系列的研究后他发现,比赛用的冰鞋与冰面所产生的摩擦力还不至于让冰融化成为水,之所以冰会滑是因为其表面有一层“似流体层”,这一层物质即便在零下129摄氏度的时候依旧存在,甚至更厚,所以让冰变滑的原因是不是水,而是“似流体层”。

“似流体层”在零下157摄氏度的时候厚度最高,随着温度的上升将逐渐变薄。从厚度最高的时候到最低的时候,研究人员将其分成了“快冰”和“慢冰”,比赛使用的冰面已经属于慢冰,所以他的光滑程度已经下降,加入了少量水在冰面之后可以让冰面的温度下降,“似流体层”就会因此而变得更厚,让运动员穿着冰刀滑行的速度更快,这也是人们感觉冰上洒了水会更滑的原因。

这一发现会对我们的现有一些设备产生巨大的影响,特别是跟冰的摩擦有关系的行业。比如一些冰上运动场馆的改造,将会让建造之初增加冰层的厚度和降低冰下温度,保证冰面能够维持在一个合理的范围内,保持“似流体层”的厚度,也让比赛变得更加公平。另外在清除路面结冰的情况时也会有所改变,比如想办法破坏“似流体层”,从而达到增强摩擦力的效果。

一个我们经常接触的事情却从来没有去深入的探讨过,而一旦静下心来分析这些问题的时候又发现答案模棱两可,最终这些“小”问题被解决后却对我们的生活有着极大的改善。随着科技的不断发展,未来会有越来越多的类似基础科学的常规理论被推翻,从而让我们的世界变得更加美妙。(科幻星系 康斯坦丁/文)

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