Почему лёд скользкий: новое объяснение
Кажется, что ответ известен давно: под коньком лёд тает от давления, и мы скользим по воде. На самом деле физики спорят об этом больше 170 лет. В 2025 году немецкие учёные предложили новое объяснение, и оно оказалось связано со строением самих молекул.
По исследованию Саарского университета в Physical Review Letters, август 2025 года.
Объяснение через давление
В середине XIX века британский инженер Джеймс Томсон, брат знаменитого лорда Кельвина, заметил: под давлением лёд тает при температуре чуть ниже нуля. Отсюда объяснение: конёк давит на лёд, лёд под ним тает, и конькобежец скользит по тонкой плёнке воды.
Проблема в цифрах. Чтобы понизить температуру таяния всего на 1 °C, нужно давление около 135 атмосфер. На морозе −10 °C понадобилось бы больше тысячи атмосфер. Даже узкий конёк столько не создаёт, а лёд при −10 °C всё равно скользкий.
Объяснение через трение
В XX веке появилась другая идея: лёд тает от тепла, которое выделяется при трении. Но тогда стоящий на льду человек не должен был бы поскользнуться, ведь трения ещё нет. А скользко бывает и без движения.
Ещё Майкл Фарадей в 1850 году предположил, что на поверхности льда всегда есть тонкий жидкий слой, даже без давления и трения. Это подтвердилось, но объясняло не всё.
Что нашли в 2025 году
Физики Саарского университета под руководством Мартина Мюзера смоделировали на компьютере, что происходит с молекулами, когда ко льду прикасается подошва или конёк.
Молекула воды это маленький диполь: у неё есть «плюсовой» и «минусовой» край. Во льду молекулы выстроены в строгий кристалл. Когда к поверхности прикасается другое вещество, его молекулы тоже тянут и толкают диполи воды. Те уже не могут выстроиться правильно, кристалл на поверхности разрушается, и получается неупорядоченный слой, похожий на жидкость.
По расчётам учёных, это происходит даже при очень низкой температуре, где давление и трение точно ничего не растопят. Правда, почти у абсолютного нуля этот слой становится очень вязким и на воду уже не похож.
Это результат компьютерного моделирования, и учёные ещё будут проверять его опытами. Но он хорошо показывает, как наука работает: объяснение из учебника можно и нужно перепроверять.
Разберём на занятии
На живых занятиях преподаватель объясняет школьные темы через такие истории: так правило или формула запоминается с первого раза.
Первое занятие бесплатное: можно посмотреть формат вместе с ребёнком и решить, подходит ли он.
Частые вопросы
Значит, в учебнике ошибка?
Таяние от давления существует, его можно увидеть в опыте с проволокой и грузом, которая прорезает лёд. Просто для коньков и ботинок его не хватает, и учёные ищут более полное объяснение.