Плавят ли коньки лед

зависимость температуры плавления льда от давления
 
+
-
edit
 

killik

опытный

Итак, со школы многие знают, что коньки быстро едут, потому что лед под ними плавится от давления. Не задумываясь даже об истинности этой догмы.

Вильям Сибрук. Роберт Вильямс Вуд. Современный чародей физической лаборатории

Читатель согласится, что в этом случае профессор имел бы полное право хвастаться, если бы захотел. Я сам полагаю, что кроме гения изобретателя, в этом случае он проявил большую практичность, выбрав для демонстрации изобретения именно трубы сенатора. Может быть, он знал, а может быть, нет, но сенатор Вайлес был главным лицом комитета, принявшего решение о фонде для университета. Что же касается водопроводчиков всего мира, то они отнюдь не были огорчены новым методом, как предсказывали некоторые газеты — они были в полном восторге. // Дальше — lib.ru
 

"Насколько "гигантская игрушка" (завод воздуходувных машин Стэртеванта)
вошла в этот фундамент, показывает тот факт, что уже после поступления в
Гарвард он в один прекрасный день опять пробрался на завод и с помощью
мощных машин с успехом опроверг теорию "водяной смазки" ледников, которую
выдвигал в то время знаменитый геолог, Натаниель Саутгейт Шалер [Н. С. Шалер
- (N. S. Shaler) (1841-- 1906). Ред.]. Шалер был блестящ, популярен и
знаменит по всему миру в своей области, но молодой Вуд, который ничему не
верил на слово, имел с ним много столкновений. Один из их споров кончился
тем, что Вуд окончательно уверился, что Шалер абсолютно неправ в своей
любимой теории о загадочном отсутствии следов ледников в обширных областях
Северной Америки; Шалер объяснял этот факт тем, что некоторые из ледников
имели огромный вес, давление которого расплавляло лед в их нижнем слое и
создавало подобие жидкой "подушки", по которой они и скользили. Это было
известно, как "теория движения ледников по воде, образовавшейся в результате
давления". Шалер утверждал, что в упомянутых областях лед, находившийся в
соприкосновении с почвой, был расплавлен давлением, в результате чего не
появлялись силы, которые передвигали бы валуны по поверхности земли.
Вуд ничему в этой теории не верил. Он решил, что имеет средство
доказать неправильность теории. В Гарварде, конечно, не было аппаратов
достаточной мощности, чтобы произвести тот опыт, который он задумал Поэтому
он пришел опять к своему старому другу Стэртеванту и его вентиляторному
заводу. Стэртевант был очень обрадован и заинтересован. Он дал Буду
разрешение делать все, что тот найдет нужным.
Был изготовлен большой чугунный брус с аккуратно высверленным
цилиндрическим отверстием около двух дюймов диаметром и восьми — глубиной.
На токарном станке выточили цилиндр, точно подходивший к отверстию в
болванке, который должен был служить поршнем, передающим давление на лед.
Отверстие наполнили до половины водой, выставили на улицу в морозную погоду
и заморозили. На поверхность льда в середине отверстия была положена
свинцовая пуля, а затем воду долили почти до верха и опять заморозили.
Стальной цилиндр был вставлен сверху и поджат до соприкосновения со льдом, а
затем подвергнут давлению в много тонн на квадратный дюйм, с помощью мощного
гидравлического пресса. Это давление было во много раз больше, чем то, о
котором, говорил Шалер в своей теории. Оно соответствовало давлению слоя
льда в две мили толщиной.
Под этим невероятным давлением вокруг цилиндра выдавились тонкие, как
бумага, листки льда и несколько тонких, как иглы, льдинок выскочили прямо
сквозь чугунную болванку. Лед пробил себе дорогу через дефекты отливки. Но
это не ослабило давления, постоянная величина которого контролировалась
манометром пресса.
Вынув болванку из-под пресса и разогрев ее настолько, что ледяной
цилиндр начал таять, можно было удалить стальной поршень и вытрясти
замерзший ледяной цилиндр. Пуля была обнаружена в центре, в том самом месте,
куда ее положили, ясно этим показывая, что ни одной секунды лед в цилиндре
не существовал в виде "воды, образовавшейся под действием давления".
Вуд, несмотря на то, что он еще не окончил Гарварда, опубликовал эти
результаты в American Journal of Science после того, как сообщил их Шалеру.
Шалер упал духом, но гордился Вудом и был полностью убежден результатом
опыта."

Загадки простой воды. Книги. Наука и техника

Всеволод АРАБАДЖИ Воде принадлежит огромная роль в природе. В самом деле, ведь именно море явилось первой ареной жизни на Земле. Растворенные в морской воде аммиак и углеводы в контакте с некоторыми минералами при достаточно высоком давлении и воздействии мощных электрических разрядов могли обеспечить образование белковых веществ, на основе которых в дальнейшем возникли простейшие организмы. По мнению К.Э. Циолковского, водная среда способствовала предохранению хрупких и несовершенных вначале организмов от механического повреждения. // Дальше — n-t.ru
 

"Поскольку вода при замерзании расширяется, увеличение внешнего давления понижает температуру ее замерзания; температура плавления льда, наоборот, повышается с давлением. В лабораторных условиях при давлении более 40 тыс. атмосфер можно получить лед, который будет плавиться при температуре 175°C."

Ответы@Mail.Ru: Зависит ли температура замерзания воды от атмосферного давления?

Сейчас на сайте: 17 441 Открытые вопросы: 17 040 250 Ответы: 466 744 357 Рейтинг вопросов и участников Сейчас на сайте: 17 441 Открытые вопросы: 17 040 250 Ответы: 466 744 357 Рейтинг вопросов и участников Сейчас на сайте: 17 441 Открытые вопросы: 17 040 250 Ответы: 466 744 357 Рейтинг вопросов и участников Сейчас на сайте: 17 441 Открытые вопросы: 17 040 250 Ответы: 466 744 357 Рейтинг вопросов и участников Сейчас на сайте: 17 441 Открытые вопросы: 17 040 250 Ответы: 466 744 357 Рейтинг вопросов и участников Сейчас на сайте: 17 441 Имя (регистрация) @mail.ru@inbox.ru@bk.ru@list.ru Пароль (забыли?)  Чужой компьютер Имя (регистрация) @mail.ru@inbox.ru@bk.ru@list.ru Пароль (забыли?)  Чужой компьютер Имя (регистрация) @mail.ru@inbox.ru@bk.ru@list.ru Пароль (забыли?)  Чужой компьютер     Авто, Мото Бизнес, Финансы Города и Страны Гороскопы, Магия, Гадания Досуг, Развлечения Еда, Кулинария Животные, Растения… // Дальше — otvet.mail.ru
 

"Между внешним давлением и точкой замерзания (плавления) воды наблюдается интересная зависимость. С повышением давления до 2200 атмосфер она падает: с увеличением давления на каждую атмосферу температура плавления понижается на 0,0075°С. При дальнейшем увеличении давления, точка замерзания воды начинает расти: при давлении 3530 атмосфер вода замерзает при -17°с, при 6380 атмосферах - при 0°С, а при 20670 атмосферах - при 76°С. В последнем случае будет наблюдаться горячий лед."

Вода и лед - знаем ли мы о них достаточно? - Головин Ю.И.

У России нет будущего без Академии наук | КРРАН поднимет российскую науку! | Сохраним науку вместе! | Господа чиновники, отойдите от Министерства образования, от Большого театра, от ракетной индустрии, от Академии Наук. Не трогайте то, что кое-как работало. У вас же руки растут не из того места. | ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ? ПАРНИКОВАЯ КАТАСТРОФА! | Обращение к Дмитрию Олеговичу Рогозину по теме "космические угрозы": как сделать систему предупреждения? | Кому давать гранты или сколько в России молодых ученых? // Дальше — www.pereplet.ru
 

"Плавление приповерхностных слоев льда под действием солнечного света, более теплой атмосферы или скользящего по нему твердого тела (коньки, лыжи, полозья санок) имеет решающее значение для реализации низкого коэффициента трения. Низкое трение скольжения не результат понижения температуры плавления под действием повышенного давления, как часто думают, а следствие выделения теплоты трения. Расчет показывает, что эффект давления даже в случае скольжения остро наточенного конька по льду, под которым развивается давление около 1 МПа, приводит к понижению температуры плавления всего лишь на ~ 0,1?С, что не может оказать существенного влияния на величину трения."
 3.0.153.0.15
+
+1
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★☆
☠☠
killik> .... Расчет показывает, что эффект давления даже в случае скольжения остро наточенного конька по льду, под которым развивается давление около 1 МПа, приводит к понижению температуры плавления всего лишь на ~ 0,1?С, что не может оказать существенного влияния на величину трения."

А ты никогда не узнавал температуру льда на профессиональных беговых дорожках, например, для международных соревнованиях? И никогда не катался на коньках при низкой, ниже -5-100C температуре? ;)
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  3.0.153.0.15
+
-1
-
edit
 

killik

опытный

Wyvern-2> А ты никогда не узнавал температуру льда на профессиональных беговых дорожках, например, для международных соревнованиях? И никогда не катался на коньках при низкой, ниже -5-100C температуре? ;)

Чуть ниже нуля лед пластичнее, чем более холодный:

"Совсем недавно Варне, Тейбор и Уокер из того же Кембриджского университета выполнили измере­ния коэффициента трения льда при малых скоростях. До них было известно, что при быстром сколь­жении лыж и коньков со скоростью 1-20 м/с (3,6- 72 км/ч) под действием теплоты трения образуется вода и скольжение улучшается. Оказалось однако, что коньки и лыжи очень хорошо скользят и при ма­лых скоростях ниже 1 см/с, т. е. коэффициент тре­ния и в этом случае мал. Но при таких малых скоро­стях теплота трения невелика и вода, выполняющая роль смазки, не образуется. Так в чем же здесь дело? Группа Баудена исследованиями скольжения в этой области скоростей не занималась. За изучение дан­ной проблемы взялась группа Барнса,

Согласно Барнсу, Тейбору и Уокеру, в области низких скоростей гранит и лед крепко сцепля­ются друг с другом и скольжение идет за счет ползу­чести (пластической деформации) поверхностного слоя льда (его толщина, по-видимому, равна 0,1 мм). Как говорилось, лед представляет со­бой вещество, которое может очень легко пластиче­ски деформироваться, поэтому такая трактовка впол­не допустима. В области чуть более высоких скоро­стей сцепление уже не обладает абсолютной прочностью: после небольшого пластического сдвига наступает разрушение поверхности сцепления и в дальнейшем пластическая деформация льда череду­ется с его разрушением. Этот механизм напоминает так называемое жесткое скольжение. Из-за того, что на разрушение льда требуется энергия, коэффициент трения в указанной области скоростей оказывается очень большим."

Кстати, керлинг: давление никакое, а скользит ого-го! Еще и лед перед утюгом нагревают. Вот тут, возможно, как раз плавление за счет трения.
 3.0.153.0.15

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
ЕМНИС, предположение о решающей роли давления для скольжения коньков давным-давном отброшено (по цифири несходанс). И основной эффект вроде таки-в нагреве трением именно.
 2.0.0.82.0.0.8

killik

опытный

Fakir> ЕМНИС, предположение о решающей роли давления для скольжения коньков давным-давном отброшено (по цифири несходанс). И основной эффект вроде таки-в нагреве трением именно.

А может ли холодный нож плавить лед?
 3.0.153.0.15

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Ну по крайней мере возможность намного больше, чем у коньков :)
Считать надо.
 2.0.0.82.0.0.8

Mishka

модератор
★★☆
killik> Это плохая...
Это хорошая. :P Я не коньки, а нож специально упомянул. И скользить не недо Надо просто острый и тяжёлый нож, охлаждённый ниже нуля поставить остриём на кубик льда и посмотреть, что будет. Можно иголку с весом.
 3.5.23.5.2

Mishka

модератор
★★☆
killik> А может ли холодный нож плавить лед?

Это классический переход количества в качество. :) В примере с кумой Факир упомянул, что должны не просто превосходить, а на порядки. Такие вещи в матмоделировании очень наглядно в разных формулках получаются, когда один из членов при определённых условиях даёт такие малые добавки, что его не учитывают — для простоты. Но при переходе границ оказывается, что это член стал давать настолько много, что всё остальное уже и можно выкинуть.
 3.5.23.5.2
RU Тихон #09.12.2009 19:49  @Mishka#09.12.2009 08:52
+
-
edit
 

Тихон

опытный

Я слышал, что начиная с -57 цельсия на улице, на коньках кататься невозможно - не едут т.к. не плавится лёд.
"Наиболее высоконравственны обычно те, кто дальше всех от решения задач" (с)  3.5.53.5.5
+
-
edit
 

GOGI

старожил
★★★
Тихон> Я слышал, что начиная с -57 цельсия на улице, на коньках кататься невозможно - не едут т.к. не плавится лёд.
Представляю себе суровых якутских конькобежцев
1  3.5.53.5.5
DE bashmak #09.12.2009 20:10  @Тихон#09.12.2009 19:49
+
-
edit
 

bashmak

аксакал

Тихон> Я слышал, что начиная с -57 цельсия на улице, на коньках кататься невозможно - не едут т.к. не плавится лёд.

Подождать пока температура опустится до -78 и продолжить кататься по "сухому льду" :F Скольжение, наверное будет еще лучше :D
 

killik

опытный

Mishka> Это хорошая. :P Я не коньки, а нож специально упомянул. И скользить не недо Надо просто острый и тяжёлый нож, охлаждённый ниже нуля поставить остриём на кубик льда и посмотреть, что будет. Можно иголку с весом.

плохая-плохая :) Ибо по найденным ссылкам получается, что ниже -17С лед плавиться не будет, как ни дави. С иголкой надо подумать - 2200 атм это всего то 22 кг на кв.мм, но нужна особая форма, чтобы не расклинивало. И как-то отделить таяние от просто пластической деформации...
 3.0.153.0.15

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru