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Estar en un estado sólido, ¿por qué el hielo resbaladizo?

Diciendo que el hielo es resbaladizo, es como decir que el agua es húmeda -- es algo que hemos conocido durante el tiempo en que se puede decir que han sabido nada. Presumiblemente, los seres humanos, como especie, sabía que el hielo era resbaladiza antes de que se conociera el fuego era caliente, o que existía. Pero pregunte a nadie por qué, y no van a ser capaces de darle una mejor explicación de una de las cuevas de la gente.

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Michael K Puntos 3235

Al parecer, esta es una pregunta simple con una simple respuesta.

Creo que el consenso general es que hay una fina capa de agua líquida en la superficie del hielo. Esta fina capa y el hielo sólido debajo de ella son responsables por el deslizamiento de hielo; el agua se mueve fácilmente en el hielo. (Bueno, ¿por qué es que? Quizás otro SE pregunta.)

Sin embargo, esto no es real acuerdo en cuanto a por qué hay una fina capa de agua líquida en la superficie de hielo, para empezar. Ver aquí para 2006 NYT artículo. Y si están interesados en la física del papel que la noticia se basa en, ver aquí (DOI).

Una idea que afirma que las moléculas en la superficie de hielo vibrar más que en el interior de las moléculas, y que esto es una propiedad intrínseca de hielo de agua. Desde el exterior las moléculas están vibrando más rápido, son más propensos a estar en estado líquido.

Otra idea es que el movimiento de un objeto sobre hielo produce el calentamiento, aunque he encontrado fuentes conflictivas en cuanto a si existe un consenso en esto.

No es una idea popular de que a juicio de muchos, pero no parece contener el agua. (Je.) Esta idea postula que la mayor presión sobre el hielo de un pie o de skate hace que el punto de fusión punto de levantarse, lo que provocaría que la delgada capa de líquido para formar. Sin embargo, el cálculo de la resultante de la presión y el aumento en el punto de fusión no se alinea con la observación; el punto de fusión, sin duda, de levantarse, pero no lo suficiente.

3voto

Alex Puntos 6

Todo el hielo que vemos a nuestro alrededor en la naturaleza no está muy lejos del punto de fusión del hielo - esto le da una probabilidad razonable de que habrá monocapas de agua en la parte superior de la superficie de hielo. Adicional al aporte de energía por la fricción causaría más hielo se derrita en la superficie, dando así un resbaladizo de la propiedad. De hielo cerca del cero absoluto de temperatura (es decir, muy por debajo de su punto de fusión) no sería resbaladizo.

3voto

Ed Cottrell Puntos 185

Hay un par de razones: las propiedades de la superficie del hielo, y la formación de una fina capa de agua líquida.

En primer lugar, el hielo tiende a tener una superficie relativamente suave, debido a la interacción de las moléculas de agua formando un regular, estructura cristalina (que es lo que el hielo es, después de todo). La gravedad ayuda: que tira de las moléculas de la superficie hacia abajo, de modo que todos ellos tienden a estar en el mismo nivel, haciendo que la superficie lisa y muy bajos coeficientes de fricción.

Segundo, hay agua líquida en la superficie. Esto sucede por dos razones:

  • En primer lugar, en nada por encima del cero absoluto siempre habrá un poco de agua que está en transición de ida y vuelta de sólido a líquido (fusión) y/o gas (sublimación). Las moléculas de profundidad en el hielo están rodeadas por otras moléculas que son casi estacionaria, por lo que estas moléculas son poco probable que se mueven. Las moléculas en la superficie, por otro lado, son menos vinculado estrechamente a sus vecinos, porque ellos no tienen vecinos en todos los lados, para que puedan "pop suelto" más fácilmente y moverse en el agua o en las fases de gas.

  • Segundo, la presión se derrite el hielo de agua. El agua es uno de los pocos compuestos que es menos densa en estado sólido de un líquido. Esto es por qué el hielo flota en el agua. El acto de la aplicación de presión-por ejemplo, poniéndose de pie sobre una hoja de hielo, compresas y, de hecho, se derrite un poco de hielo. Si alguna vez has visto a nadie de corte de hielo con un cable, esta es la forma en que funciona: la presión del alambre en realidad se derrite el hielo, si la presión es suficientemente grande.

Por lo tanto, si usted está de pie en el hielo, que se derrite en una capa muy delgada de la misma. Añadir que se funden a la evolución espontánea de la fusión y de la nueva congelación de la capa superior de las moléculas de agua y el hecho de que usted ya está en una superficie lisa, y las cosas se ponen muy resbaladizo, muy rápido.

-3voto

Ricardo Amaral Puntos 4362

El hielo es la forma sólida del agua. Bajo presión, dependiendo del local, la temperatura y la presión que se aplica, el hielo cambia de estado en el agua líquida. La mayor resistencia de una superficie que ofrece a los objetos que se mueven a través de él, al menos resbaladizo que es.

Decir te pones los patines de hielo, y el skate. las hojas de ejercer la presión suficiente como para derretir el hielo debajo de los patines para formar agua, una superficie con muy poca resistencia , y que la capa de agua actúa como un lubricante entre la cuchilla y el hielo por debajo.

En otro día, es demasiado frío o el patinador es muy poco t ejercer suficiente presión y la base es buena.

Sugiero que la gente siempre supo que el hielo puede ser resbaladizo y pagar extrema atención a los detalles localmente para decidir si el hielo es resbaladizo

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