Почему мы так лихо несемся по льду на коньках или неуклюже пытаемся поймать равновесие в гололед? Казалось бы, наука давно дала ответ. Классическое объяснение, которое кочует по учебникам уже более ста лет, гласит: стальное лезвие конька создает колоссальное давление, лед под ним тает, и мы катимся по тонкой водяной пленке. Эту идею популяризировал еще Яков Перельман в своей книге «Занимательная физика», которая вышла в 1913 году. Логично? Безусловно. Но, увы, не совсем верно.
Оказывается, у этой теории есть серьезные изъяны. Если все дело в давлении, то ребенок, чей вес невелик, должен кататься хуже взрослого — но это не так. В сильный мороз, скажем, при −30 °C, лед под давлением почти не плавится, однако скользить на нем можно не менее успешно. И самое главное: стоять неподвижно на льду в обычной обуви тоже опасно — тут уж трение точно не греет поверхность.
Так в чем же секрет? Современные исследования указывают на удивительное свойство самой поверхности льда. Согласно публикации в научно-популярном проекте «Элементы», верхний слой молекул льда никогда не бывает абсолютно твердым. Эти молекулы ведут себя как «полусвободные»: они слабее связаны с кристаллической решеткой и образуют подвижную, квазижидкую пленку толщиной в несколько нанометров. Именно эта естественная смазка, существующая даже при серьезных минусовых температурах, и делает лед таким коварно-скользким.
Интересно, что материал конька все же играет роль. Сталь, как отличный проводник тепла, может слегка подтапливать этот поверхностный слой, улучшая скольжение. А вот на пластмассовых коньках кататься было бы гораздо труднее — пластик плохо отводит тепло. Этот факт ставит перед учеными новые вопросы, например, почему тогда лыжи, отлично скользящие по снегу, делают из пластика. Таким образом, лед — это материал с уникальными молекулярными свойствами, а изучение его поверхности продолжает представлять интерес для физиков.
Ранее ученые развеяли популярные мифы о противогололедных реагентах.
