《趣味物理学》在线阅读——第6章 热的现象（10-17）(7)

6.16　为什么冰是滑的？

　　在擦得光光的地板上，要比在普通地板上容易滑倒。这样看来，冰上也应该一样了，就是光滑的冰应该比凹凸不平的冰更滑了。

　　但是，假如你曾经在凹凸不平的冰面上拖过满载重物的小雪橇，你就会相信，雪橇在这种冰面上行进，竟要比在平滑的冰面上省力得多。这就是说，不平的冰面竟比平滑的冰面更滑！解释是，冰的滑性主要并不因为它平滑，而是由于完全另外的一个原因，就是当压强增加的时候，冰的熔点要减低。

　　让我们分析一下，当我们溜冰或者乘雪橇滑行的时候，究竟发生一些什么事情。当我们穿了溜冰鞋站在冰上的时候，用鞋底下装着的冰刀的刃口接触着冰面，我们的身体是只支持在很小很小的面积上，——一共只有几平方毫米的面积上。你的全部体重就压在这样大小的面积上。假如你想起第二章里所谈的关于压强的问题，你就可以明白，溜冰的人对于冰面所加的压强是极大的。在极大压强的作用下，冰在比较低的温度也能够熔化；比方说，现在冰的温度是摄氏零下5度，而冰刀的压力把冰刀下面的冰的熔点减低的还不止5度，那么这部分的冰就要熔化了①。那时候就怎么样了呢？那时候在冰刀的刃口和冰面之间产生了一薄层的水，——于是，溜冰的人可以自由滑溜了。等他的脚滑到了另外一个地方，发生的情形也是一样。总之，溜冰的人所到的地方，在他的冰刀下面的冰都变成了一薄层水。在现有各种物体当中，还只有冰具有这种性质，因此一位物理学家把冰称做“自然界唯一滑的物体”。其他物体只是平滑，却不滑溜。

　　现在我们可以谈到本节的题目上来了：光滑的还是凹凸不平的更滑。我们已经知道，冰面给同一个重物压着，受压面积越小，压强就越大。那么，一个溜冰的人站在平滑的冰面上，对支点所加的压强大呢，还是站在凹凸不平的冰面上所加的压强大？当然在凹凸不平的情形压强大：因为在不平的冰面上，他只支持在冰面的几个凸起点上。而冰面的压强越大，冰的熔化也越快，因此，这冰也就显得更滑了（这个解释只对于刀刃比较阔的冰刀是适用的，对于刀刃锋利的冰刀，因为它会切割到冰的凸起部分里去，上面所说是不适用的——在这个情形，运动的能量要消耗到切割凸起部分上面去）。

　　日常生活里有许多别的现象，也可以用冰在大压强下面熔点减低的道理来解释。两块冰迭起来用力挤压，就会冻结成一块，正可以用这个道理来说明。孩子们在捏雪球的时候，无意识地正是利用了这个特性，雪片在受到压力的时候，减低了它的熔点，因此有一部分熔化了，手一放开就又冻结起来。我们在滚雪球的时候，也是在运用冰的这个特性：滚在雪上的雪球因为它本身的重量使它下面的雪暂时的熔化，接着又冻结起来，粘上了更多的雪。现在你当然也会明白为什么在极冷的日子，雪只能够给捏成松松的雪团，而雪球也不容易滚大。人行道上的雪，经过走路的人践踏以后，也因为这个缘故，会逐渐凝成坚实的冰，雪片冻成了一整层的冰块。

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