Calderon & Mohazzabi geeft een uitstekende samenvatting van de verschillende theorieën die door de jaren heen zijn voorgesteld om uit te leggen waarom ijs zo glad is in hun paper uit 2018 "Premelting, Pressure Melting, and Regelation of ice revisited" in de Journal of Applied Mathematics and Physics.

Ze bieden zowel theoretisch als experimenteel bewijs dat noch druksmelten noch wrijvingssmelten het fenomeen verklaren en concluderen uit onder meer atoomkrachtmicroscopie dat er een voorsmeltende Quasi-vloeistof-oppervlaktelaag is met een speciale eigenschappen die schaatsen mogelijk maken.

Referenties

1. Calderon, C. en Mohazzabi, P. (2018) Voorsmelten, druksmelten en regelering van opnieuw bezocht ijs. Journal of Applied Mathematics and Physics, 6, 2181-2191. doi: [10.4236 / jamp.2018.611183.] [1]

Bekijk / lees online op: https://www.researchgate.net/publication/328766489_Premelting_Pressure_Melting_and_Regelation_of_Ice_Revisited

Er is een erg leuke - en redelijk toegankelijke - bespreking van uw derde vraag in de sectie Nieuws en meningen van Nature Magazine ^[1] . In dit artikel bespreekt Bonn de resultaten van een vrij recent werk dat verscheen in Physical Review X ^[2] . Bonn vat de belangrijkste punten als volgt samen:

Het idee dat een dunne laag smeltwater het ijsoppervlak bevochtigt, is geaccepteerd sinds de negentiende eeuw ... [maar] ... Water is niet goed smeermiddel, omdat het door de lage viscositeit gemakkelijk uit gaten kan worden geperst. Het idee dat een laagje water voldoende is om een ​​schaats op ijs te smeren is daarom vreemd. Het is niet eens logisch, aangezien het onmogelijk is om te skaten op een weg of een keukenvloer met een laag water erop ... [De verklaring lijkt dus te zijn dat water en ijs samen] ... vormen een visco-elastisch, vloeibaar-vast derde lichaam als reactie op wrijving en slijtage. (nadruk)

Referenties

1. Bonn, Daniel. De fysica van schaatsen. Natuur 577, 173-174 ( 2020 ). link: https://www.nature.com/articles/d41586-019-03833-5

2. Canale, L., Comtet, J ., Niguès, A., Cohen, C., Clanet, C., Siria, A. en Bocquet, L. Nanorheologie van grensvlakwater tijdens ijsglijden. Physical Review X , 9 (4), p.041025 ( 2019 ). link: https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.9.041025

Ik begrijp schaatsen dat het te maken heeft met de druk van de schaats, het smelten van het ijs en je schaatst op het gesmolten water. Kijk naar het fasediagram van het water. Bij 1 atm is het water vast, maar bij hogere drukken (waarbij de temperatuur hetzelfde blijft) verandert het water in een vloeistof.

Deze vraag bevat meer fysica dan scheikunde, maar het smelten van het ijs om een ​​glad oppervlak te geven (en vermoeden dat het vervolgens weer bevriest) is logisch. We kunnen ook proberen iemand te vragen over droogijs gemaakt van koolstofdioxide te glijden in plaats van gewoon ijs en kijken of de wrijving toeneemt of afneemt.

Twee mogelijkheden -

• (a) Als water bijdraagt, dan is het idee dat droogijs onder druk direct in gas verandert en als zodanig niet bijdraagt ​​aan gladheid of
• (b) Het proces van solide gas maakt het oppervlak zelfs nog gladder dan normaal - maar het proces zou inherent destructief zijn omdat het gas niet opnieuw stolt tot ijs.

Als alternatief kunnen we een experiment uitproberen met ijs- blokjes uit water en droogijs en laat het over een botermes lopen en oefen wat druk uit om te simuleren dat iemand op ijs schaatst.