Kial glacio estas glitiga

Per si mem, glacio ne estas glitiga. Kiam vi paŝas sur glacian trotuaron, vi ja sentas glitigan surfacon. Sed la glitigeco estas kaŭzita de maldika tavolo de likva akvo kaj ne rekte de la solida glacio mem. Akvo sur glata surfaco estas glitiga ĉar akvo estas malalt-viskozeca likvaĵo. Kiel lumo de stelo disvastiĝas kaj malfortiĝas, ne ekzistas konstantaj intermolekulaj ligoj en likva akvo, kaj la pasemaj intermolekulaj ligoj estas malfortaj. Ĉi tio signifas, ke akvaj molekuloj povas moviĝi libere, facile gliti unu preter la alia, kaj plenigu iujn ajn mikroskopajn truojn aŭ fendojn, kiuj algluus objekton.

Sed kiel akvo eniras la glacion en la unua loko? Ĉi tio estas pli malfacila demando por respondi. Dum multaj jaroj, sciencistoj opiniis, ke la kaŭzo estas premo. Kiam vi aplikas premon al akvo, vi ja malaltigas ĝian fandpunkton. En 1886, inĝeniero John Joly proponis ke la pezo de persono glitkuranta sur glacio kreis sufiĉe da premo por malaltigi la frostopunkton de glacio sub la ĉirkaŭa temperaturo., tiel igante la glacion degeli al maldika tavolo de akvo sub la glitiloj. Sed ĉi tiu klarigo ne eltenas pli proksiman ekzamenadon. Ne gravas kiom da premo vi aplikas, vi ne povas malaltigi la fandpunkton de akvo malsupre -22 celsiaj gradoj. Kaj tamen, glacio ĉe temperaturoj pli malaltaj ol tio daŭre elmontras la formadon de glitiga likva tavolo. Dum premo povas ludi rolon, ĝi ne estas la domina efiko.

En 1939, Frank P. Bowden kaj T. P. Hughes proponis ke la frotado de objektoj glitantaj sur la glacio igas ĝin sufiĉe varmiĝi por degeli.. Dum frotado ja kaŭzas varmon, ĝi ne kreas sufiĉe da varmego por fandi glacion kiu estas ĉe tre malalta temperaturo. Kaj tamen, glacio ĉe malalta temperaturo ankoraŭ formas glitigan likvan tavolon. Ankaŭ, frikcia hejtado ne povas klarigi kial glitiga tavolo formiĝas eĉ se la objekto estas perfekte senmova. Dum frikcia hejtado povas ludi rolon en reduktado de frikcio por objektoj ĉe alta rapideco, ĝi ne estas la domina efiko.

La precizaj detaloj de kial glacio formas glitigan likvan tavolon, eĉ kiam malmulte da premo aŭ frotado estas aplikata, estas nuntempe ne tute aranĝita de sciencistoj kaj estas daŭra areo de esplorado. Glacio estis trovita ĉiam havi maldikan likvan tavolon sur sia surfaco, eĉ ĉe temperaturo multe sub frosto, kaj eĉ en foresto de kontakto kun iuj objektoj. La formado de surfaca likva tavolo estas do propraĵo de glacio mem kaj ne eco de interagado kun objekto. La likva tavolo ŝajnas ekesti ĉar la akvomolekuloj ĉe la surfaco havas malpli da kemiaj ligoj ol en groco., do ili povas pli bone sorbi naturajn vibrojn. En 2005 Physics Today reviziartikolo, Robert Rosenberg deklaras, “La perioda strukturo rompiĝas [ĉe la surfaco] kaj la molekulaj tavoloj adoptas pli amorfan rekonstruon en respondo al la reduktita nombro da kemiaj ligoj tenantaj la surfacmolekulojn modloko. Atomoj en la plej ekstera surfaco vibras kun pli granda amplitudo kiel funkcio de temperaturo ol atomoj en la interna krado… Surfacfandado estas atribuebla al la interagado de la vibra moviĝo de la surfacmolekuloj kun la internaj grocaj molekuloj.”

Kredito:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/12/10/why-is-ice-slippery/