Pourquoi la glace est-elle glissante

Seul., La glace n’est pas glissante. Lorsque vous marchez sur un trottoir glacé, Vous sentez en effet une surface glissante. Mais la glissance est causée par une fine couche d’eau liquide et non directement par la glace solide elle-même.. L’eau sur une surface lisse est glissante parce que l’eau est un liquide à faible viscosité. En tant que tel, il n’y a pas de liaisons intermoléculaires permanentes dans l’eau liquide, et les liaisons intermoléculaires transitoires sont faibles. Cela signifie que les molécules d’eau peuvent se déplacer librement, glisser l’un devant l’autre facilement, et remplir les trous microscopiques ou les fissures qui accrocheraient un objet.

Mais comment l’eau se retrouve-t-elle sur la glace en premier lieu? C’est une question à laquelle il est plus difficile de répondre. Depuis de nombreuses années, Les scientifiques pensaient que la cause était la pression. Lorsque vous appliquez une pression à l’eau, Vous abaissez en effet son point de fusion. Dans 1886, L’ingénieur John Joly a proposé que le poids d’une personne patinant sur la glace crée suffisamment de pression pour abaisser le point de fusion de la glace en dessous de la température ambiante., provoquant ainsi la fonte de la glace en une fine couche d’eau sous les patins. Mais cette explication ne résiste pas à un examen plus approfondi. Peu importe la pression que vous appliquez, Vous ne pouvez pas abaisser le point de fusion de l’eau en dessous -22 degré Celsius. Et encore, La glace à des températures inférieures présente encore la formation d’une couche liquide glissante. Alors que la pression peut jouer un rôle, ce n’est pas l’effet dominant.

Dans 1939, Franck P. Bowden et T. P. Hughes a proposé que le frottement des objets glissant sur la glace la fait chauffer suffisamment pour fondre.. Alors que la friction provoque effectivement de la chaleur, il ne crée pas assez de chaleur pour faire fondre la glace qui est à une température très basse. Et encore, La glace à basse température forme encore une couche liquide glissante. Également, Le chauffage par frottement ne peut pas expliquer pourquoi une couche glissante se forme même si l’objet est parfaitement immobile. Alors que le chauffage par friction peut jouer un rôle dans la réduction de la friction pour les objets à grande vitesse, ce n’est pas l’effet dominant.

Les détails exacts de la raison pour laquelle la glace forme une couche liquide glissante, même lorsque peu de pression ou de friction est appliquée, n’est actuellement pas complètement réglé par les scientifiques et est un domaine de recherche en cours. On a constaté que la glace a toujours une fine couche liquide à sa surface, même à une température bien inférieure au point de congélation, et même en l’absence de contact avec des objets. La formation d’une couche liquide superficielle est donc une propriété de la glace elle-même et non une propriété d’interaction avec un objet.. La couche liquide semble apparaître parce que les molécules d’eau à la surface ont moins de liaisons chimiques qu’en vrac, afin qu’ils puissent mieux absorber les vibrations naturelles. Dans un 2005 Article de revue Physics Today, Robert Rosenberg déclare, “La structure périodique se décompose [à la surface] et les couches moléculaires adoptent une reconstruction plus amorphe en réponse au nombre réduit de liaisons chimiques maintenant les molécules de surface en place. Les atomes de la surface la plus externe vibrent avec une plus grande amplitude en fonction de la température que les atomes du réseau intérieur… La fusion de surface est attribuable à l’interaction du mouvement vibratoire des molécules de surface avec les molécules en vrac intérieures.”

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