Почему человек скользит на льду - ответ ученых удивит

Физики установили, что скользкость на льду связана не с давлением или трением, как считалось почти два столетия, а с взаимодействием молекулярных диполей льда с молекулами соприкасающейся поверхности, например подошвы обуви.

Об этом сообщает портал Phys.

Это открытие опровергает старую теорию о том, что давление и трение вызывают таяние льда наряду с повышением температуры. Оказалось, что их влияние в данном процессе минимально. Ученые установили, что главную роль в скользкости льда играют молекулярные диполи — области в молекулах с частично положительным и отрицательным зарядом, которые придают им полярность.

При отрицательных температурах молекулы воды формируют прочную кристаллическую решетку. Когда человек наступает на лед, верхний слой этой структуры разрушается не из-за давления или трения, как считалось ранее, а из-за взаимодействия диполей подошвы обуви с диполями в льду. В результате упорядоченный кристалл внезапно превращается в хаотичное состояние, образуя скользкий слой.

На уровне молекул взаимодействие диполей льда и материала подошвы приводит к разрушению кристаллической решётки на границе соприкосновения. В результате образуется тонкий жидкий слой, делающий поверхность скользкой и вызывающий падения.

Таким образом, физики опровергли давнюю гипотезу, существовавшую почти два века, объяснявшую скользкость льда исключительно давлением и трением. Более того, оказалось неверным и другое устоявшееся представление: считалось, что при температурах ниже –40 °C катание на лыжах невозможно из-за отсутствия жидкой пленки под лыжами. Новые исследования показали, что механизм скольжения сохраняется даже при таких экстремальных холодах.

Ученые выяснили, что даже в условиях экстремального холода дипольные взаимодействия продолжают действовать, формируя тонкий водяной слой между льдом и лыжами.

Для обычных людей, пострадавших от падения на скользкой дороге, детали механизма вряд ли имеют значение — будь то давление, трение или работа молекулярных диполей. Однако для физиков разгадка этого процесса принципиальна: она меняет фундаментальное понимание природы льда и скольжения.

Ранее "Курсор" писал, что ученые открыли новый тип льда — аморфный. В отличие от привычного кристаллического, где молекулы воды образуют четкую решетку, в аморфном льде они расположены хаотично, напоминая структуру жидкости.