Jotkut oppikirjat, jotka törmäsin, ja kotitehtävät, jotka minun piti tehdä useita vuosia sitten, viittasivat siihen, että syy, jolla voimme luistella jäällä, on erikoinen $ p (T) $ – jääveden rajan käyrä. Syynä on se, että korkean paineen vuoksi luistimet, jotka pannaan jäälle, sulavat lämpötiloissa, jotka ovat alle 273 K $ ja muodostavat siten ohuen nestekalvon, jolle me voi luistella. Sitten mainittiin hauskana tosiasiana, että voit luistella planeetalla, jossa on jäädytettyjä dioksidi-järviä, koska sillä kaasulla on $ p (T) $ -käyrä toinen päinvastoin.
Tuolloin tekemäni laskelmat kertoivat minulle, että tämä oli, anteeksi ranskalaisilleni. Paine ei ollut melkein tarpeeksi korkea laskemaan sulamispistettä jopa $ – 0.5 $ celsiusasteeseen.
Oletan, että se on jonkin verran muu mekanismi, joka todennäköisesti liittyy jääkiteiden rakenteeseen, mutta arvostan todella, jos joku osaavampi voisi kertoa siitä jotain.
Kommentit
- Olen ’ m melko varma, että tämä oli ongelma loppututkinnossani undergrad-termodynamiikkaluokassani 😉 joten ainakin mielestäni laskelmasi on kohtuullinen. En tiedä ’ en tiedä / muistan mikä todellinen syy on.
- Tämä analyysi jättää täysin huomiotta, että kun luistelet, et seiso, mutta olet oikeastaan liikkuva. Luistimien ja jään välillä tulisi olla jonkin verran kitkaa, ja tämän tulisi antaa riittävästi lämpöä jään sulattamiseksi ja ohuen vesikalvon muodostamiseksi. Ainakin tämä on intuitiosi (ehkä täysin väärä).
- Sitoutumisenergia pinnan lähellä on erilainen kuin sitoutumisenergia irtotavarana, ja on mahdollista, että sulatat ohuen pintakerroksen sulattamatta irtotavaraa.
- Uusi julkaisu aiheesta: phys.org/news/2018-05-slipperiness-ice.html
Vastaus
Kyllä, tämä on totta, että paine on liian pieni, mutta tosi selitys ei ole vielä perusteltu. Terve järki on kuitenkin, että siellä on voitelukalvo vettä tai ainakin epänormaalia jäätä. Yleiskatsaus: http://lptms.u-psud.fr/membres/trizac/Ens/L3FIP/Ice.pdf
Kommentit
- Paine on liian pieni massasulatukseen, mutta pinnan sulaminen on erilaista, ja tämä on asiaankuuluva asia. Vesijään pinnan puristaminen sulattaa osan pinnasta, mutta muiden materiaalien pinnan puristaminen kiinteyttää kaikki pinnanesteet, koska nestemäisellä jäällä on pienempi tilavuus. Selitys on periaatteessa oikea, massan sulamisella ei ole merkitystä.
- @RonMaimon: Jos jäässä tai terässä on epäsäännöllisyyksiä, ei ’ t paine noissa pisteissä on melkein ääretön, ellei tai kunnes niiden alla oleva H2O antoi periksi? Luulisin, että ainakin osa luistelijan painosta kantaisi nestemäinen vesi, ellei puristettu vesi nestey, muotoile itseään alemman paineen kokoonpanoon ja jäätyisi. Olisivatko sukset tehokkaita -35 ° C: ssa kiillotetulla jäätyneellä jäälevyllä?
- @supercat: Paine voitti ’ t olevan ääretön, koska nuoret jäämoduulit eivät ole ääretön – se ei ole äärettömän jäykkä; se ’ on kokoon pakattavissa ja tuottaa (puristaa) paineen alaisena vähän. Se voi myös paikallisesti rikkoutua destruktiivisesti ja siirtyä pölyksi / sirpaleiksi ilman vaihemuutosta.
- @SF: Pidän puristamista, rikkoutumista ja sulamista ” antaa tien ”. Huomautukseni on, että vaikka ’ ei olisikaan riittävä paine jään sulamiseen, jos luistimen paino kohdistettaisiin tasaisesti, joillekin luistimen alla oleville alueille on yleensä paljon suurempi paine kuin muut.
Vastaa
Väite, että luistimella ei ole tarpeeksi painetta sulaa jäätä, on väärä. Kuvittele, että luistin lasketaan pystysuoraan, kunnes se koskettaa täysin tasaista jääpintaa. Alkuperäinen kosketuspinta-ala (ennen kuin terä alkaa vajota jäähän) olisi arvaamattomasti pieni ja alkupaine arvaamattomasti suuri kaarevuuksien takia. Tyypillisen freestyle-terän ”rokkarin” säde on 6 jalkaa; sen ”ontto” 7/16 – 10/16 tuumaa. Terän paksuus on tyypillisesti 0,15 tuumaa, joten sen molemmilla reunoilla on ”puremis” kulmat 7-10 astetta. Nopeutta, jolla reuna voi sulaa jään ja uppoaa, rajoittaisi lämmönjohtavuus. Dynaamisessa tilanteessa, kun luistelija liukuu pitkin hyvää vauhtia, viskoosihäviö ohuessa voitelevan veden kerroksessa tuottaisi osan lämmöstä.Jos luistelijan lentorata on kaareva, mutta keinurin kaarevuus kerrottuna synnillä ( kallistus ) on sovitettu huonosti radan kaarevuuteen, kitkaa ja äänitehosteita tulee olemaan, kun reuna pureskelee jäätä.
vastaus
Tämä kysymys on ollut kiistanalainen jo vuosia.
Calderon & Mohazzabi $ ^ {[1]} $ antaa erinomaisen yhteenvedon vuosien varrella ehdotetuista eri teorioista selittääkseen, miksi jää on niin liukas niiden paperi ” Uudelleen tarkastellun jään esisulatus, paineen sulaminen ja regelaatio ”
Ne tarjoavat sekä teoreettista että kokeellista näyttöä siitä, että paine- tai kitkasulatus yksinään eivät selitä ilmiötä ja ydinvoimamikroskopian perusteella muun muassa todetaan, että on olemassa esisulava Quasi-Liquid-pintakerros, jolla on erityisominaisuuksia – tätä ehdotettiin alun perin Faraday ja Thompson 1850-luvulla – jotka yhdessä paineen sulamisen kanssa mahdollistavat luistelun mahdollisuuden.
Oikeastaan he viittaavat muihin tutkimuksiin, jotka osoittavat, että jää ei ole ainoa kiinteä aine, joka käyttäytyy eri tavalla pinnalla, kun lähellä sen sulamispistettä. Tärkeimmät syyt jään havaitsemiseen ovat, koska se on yksi harvoista aineista, joita kohtaamme, ja se on lähellä sulamispistettään, kun kohtaamme sen ja sen runsauden.
Hiihtoa auttaa myös kitkasulaminen kerran Jään läpi leikkaava painotettu lanka on kuitenkin paineen sulaminen ja regelaatio.
Toinen artikkeli, joka tiivistää edellisen tutkimuksen, on Dash et. al. $ ^ {[2]} $
Molemmat viitatut artikkelit tarjoavat myös hyvän joukon viitteitä jatkokäsittelyä varten.
Viitteet
- Calderon, C. ja Mohazzabi, P. (2018) ” Esisulatus, paineensulatus ja tarkistetun jään regelaatio. ”>
Journal of Applied Mathematics and Physics, 6, 2181-2191.
https://doi.org/10.4236/jamp.2018.611183
Esikatsele / lue verkossa osoitteessa: https://www.researchgate.net/publication/328766489_Premelting_Pressure_Melting_and_Regelation_of_Ice_Revisited
- Drake, JG, Fu, H. ja Wettlaufer, JS (1995) ” Jään sulaminen ja sen ympäristövaikutukset. ” Raportit fysiikan edistymisestä, 58, 115. es. Raportit fysiikan edistymisestä, 58, 115. https://doi.org/10.1088/0034-4885/58/1/003
kommentit
- upea. On hienoa nähdä, että ’ julkaistaan vielä uutta materiaalia näistä aiheista. Kiitos paperin jakamisesta.
- Ei hätää. Se ’ on vikannut tiedemiehiä ja insinöörejä 1800-luvulta lähtien, en tiedä ’ tietävän, onko tämä viimeinen sana, mutta minulla ei ole ’ en ole nähnyt aiheesta mitään uutta viimeisen vuoden aikana.
Vastaa
Muistan lukeneeni kirjaa (pintafysiikasta) tutkimukseni aikana tästä aiheesta. Oli kaavio teräs ”luistimen” kitkasta kiinteälle argonille argonin sulamislämpötilassa ja sen alapuolella. Kaavio oli laadullisesti identtinen samalla jääkokeella. Kitka laski alhaisiin arvoihin, kun lämpötilan sulamispiste oli heikko. Argoni sulaa säännöllisesti, tästä syystä painesulatus ei ole mahdollista. Pahoittelen, etten muistanut kirjan nimeä ja kirjoittajaa: = (Georg
Toinen tosiasia 2-paineisen sulamisen estämiseksi ”: miten hiihto toimii? Paine suksien alla on hyvin matala.
Kommentit
- Se ei ole ’ t vastusta paineen sulamista lainkaan. Miksi luulisi laskettelun ja luistelun hyödyntävän sama mekanismi? Miksi luulet, että lumella ja kiinteällä jäällä on samat ominaisuudet?
Vastaa
No , jolla on kiinteä jääpalikka. Atatch painaa merkkijonoon molemmissa päissä ja ripusta se jään päälle. Merkkijono menee jään läpi tietyn ajanjakson ajan ilman, että se tosiasiallisesti leikkaa koko lohkoa. Kuinka tämä tapahtuu? paine sulavat pienikokoiset jäämäärät merkkijonon alla ja vesi jäätyy merkkijonon yläpuolelle.
Vastaus
Osoitettiin, että pintavesi molekyylit värisevät voimakkaammin kuin irtotavarana olevat molekyylit vähemmän naapurimolekyylejä vuorovaikutuksessa. Ilmeisesti tämä luo nanometrisen kalvon lähes nestemäisestä vedestä, joka vähentää kitkaa.
Kommentit
- tämä pätee vain tiettyihin lämpötiloihin, joiden alapuolella olet ei tarvitse olla vesikerros.
vastaus
Regelation – Regeloituminen on ilmiö, joka sulaa paineen alla ja jäätyy uudelleen, kun paine alenee. Monissa lähteissä todetaan, että regelaatio voidaan osoittaa kiertämällä hieno lanka jääpalan ympärille, johon on kiinnitetty raskas paino.
Luistelijoiden kengät: 
Koko luistelijan paino on keskittynyt tälle pienelle alueelle, jolloin jäätä kenkien alla sulaa nopeasti [johtuen Regelation ] jään muuttamisesta vedeksi (huomaa, että korkean paineen vuoksi jää muuttuu vedeksi ilman lämpötilan nousua, yleensä jää sulaa 0 ℃). Joten johtuen jonkin määrän jään korvaamisesta vedellä pinnan kitka vähenee ja luistelija liikkuu helposti.
Miksi käyttää termiä regelation? Koska paineen (tai) rasituksen takia pieni määrä jäätä peitetään vedellä, koko jää ei hajoa (sulaa), mikä tekee luistelusta mahdolliseksi.
Lisäksi: ihmiset yrittivät lisätä wiki, muokkaa yhteenvetoa
Kommentit
- Luisteluosa lisättiin wikipediaan väärinkäsityksenä. Ellet pysty todistamaan toisin, mielestäni ei ole viisasta mainita tätä wikipedia-merkintää lähteenä.
- Se poistettiin 10 vuotta sitten eikä sitä vieläkään lisätty takaisin. Se mainittiin myös lähdekoodin kanssa väärinkäsityksissä (minulla ei tällä hetkellä ole pääsyä lähteeseen). Ellet pysty tarjoamaan hyviä todisteita tästä, olet vastoin tämän säikeen muita sanottuja tarkoituksia. Asia on, että taakka on todistaa tämä paine riittää ilmoitettuihin vaikutuksiin. Monet lähteet eivät usko, että se on tarpeeksi hyvä selitys.
- @JMac c ’ ma, regelaatio on kutsutaan, kun painamme jään ja se muuttuu vedeksi. Mutta kun paine poistetaan, vesi peittyy jälleen jääksi. Älä ’ t sinulle, näin tapahtuu luistelun aikana?
- Luistimien paineet eivät näytä olevan
olla melkein riittävän korkea sulamaan jäätä väliaikaisesti jopa -1 ° C: n lämpötiloissa. Asia ei ole ’ t että säätö ei ole = ”9a3fd1aa39”> ta asia. Asia on, että tilanteen kvantitatiivinen analyysi osoittaa, että vaikutus ei ole ’ t riittävän suuri jopa aiheuttamaan paikallista sulamista. Tarvitset paineita, joita et tavoita luistellessasi jäällä, joten ilmiön kuvaamiseen tarvitaan muita tekijöitä. Vastauksesi ei sisällä mitään muuta kuin mitä OP on jo kuvannut, ja kuvasi sitten hänen asiaansa sen kanssa. Ellet pysty matemaattisesti todistamaan toisin, tämä ei ’ ei vastaa siihen