Hvad gør is glat?

Is er fantastisk, når du skøjter eller nipper til en drink - men ikke så fantastisk, når du glider ned af forræderiske trapper. Men overraskende nok, videnskaben bag præcis hvorfor is er så glat forbliver noget af et mysterium.

Da BrainStuff -værter Ben Bowlin og Joe McCormick undersøger i videoen ovenfor, is følger ikke altid reglerne. Jo da, det kan bare være vand, der blev koldt nok til at foretage faseovergangen fra en væske til et fast stof, men det er her dens oprørske natur begynder at vise sig. Andre faste stoffer er ikke glatte, når de gennemgår en statsændring. Magma afkøler og bliver til vulkansk sten - og selve sten er ikke glat.

Hvad mere er, is bliver ikke nødvendigvis glat, fordi det er koldt. Du kan slentre på frossen beton hele dagen og ikke bekymre dig om at glide. Så hvorfor bliver vandet så glat, selvom det troede, det var et fast stof?

Her er kickeren:Forskere er ikke helt sikre. De ved godt, at isens glatte natur ikke har noget at gøre med dets tilstand som et fast stof. Det kan faktisk hænge sammen med, at isoverfladen hurtigt vender tilbage til en væske. Det betyder, at grunden til, at du glider og falder på en frossen dam, er den samme grund til, at du glider og falder på et nyklået flisegulv. Men hvorfor er den væske der i første omgang? Hvorfor fryser den ikke som resten af ​​isen under den?

Til at begynde med, hvad fysik og kemi lærebøger har undervist i flere årtier er næsten helt sikkert forkert, eksperter nu hævder. De troede på den væske, der gør is glat dannet ved tryksmeltning, hvilket betød, at når vi træder på is, trykket på vores fødder får det øverste lag is til at smelte til vand. Imidlertid, folk er ikke rigtig tunge nok til at smelte is ved at træde på den. Og der er et andet problem:Vi glider stadig på is, når det er 15 grader under frysepunktet, som smider trykket ud af vinduet. Så to nyere teorier kan forklare, hvad der spiller ind.

En alternativ teori antyder, at is er glat på grund af friktion, som er den kraft, der modstår, når to faste genstande gnider sammen. Så når en skøjte gnider mod is, at friktion opvarmer isen og smelter tyndt, tyndt lag.

En anden alternativ teori er iboende for isen selv. Forskere har opdaget, at frosset vand ikke er det temmelig så frosset, som vi engang troede - i hvert fald i en submikroskopisk skala. Selvom et menneske ikke kan se det med det blotte øje, en blok af fast vandis er belagt med et bemærkelsesværdigt tyndt og ustabilt lag af halvflydende molekyler. Disse halvflydende molekyler forbinder ikke til den sekskantede kædeleddestruktur af iskrystalaget under dem. Så det er faktisk dette halvflydende lag, der er glat.

Uanset om isens glatte attributter skyldes en teori eller en kombination af begge, disse oplysninger får dig sandsynligvis ikke til at føle dig bedre, hvis du glider og falder. Hvorfor ikke prøve at tage en motorsav til isen i stedet?

For at undgå at falde, når du går på is, Prøv at gå som en pingvin ved at flytte dit tyngdepunkt over din blyfod, i stedet for at dele det jævnt mellem fødderne, og stræk armene lidt udad for balance.