Skridskoåkning, hur fungerar det egentligen?

Yup, det är sant att trycket är för litet, men den sanna förklaringen är inte motiverad än. Ändå är sunt förnuft att det finns en smörjande film av vatten eller åtminstone avvikande is. För en översikt, se: http://lptms.u-psud.fr/membres/trizac/Ens/L3FIP/Ice.pdf

Kommentarer

• Trycket är för litet för smältning i bulk, men ytsmältningen är annorlunda, och detta är den relevanta frågan. Att komprimera en yta med vattenis kommer att smälta en viss yta, men komprimering av ytan på andra material kommer att stelna alla ytvätskor, eftersom flytande is har mindre volym. Förklaringen är i grunden korrekt, smältningen av bulk är irrelevant.
• @RonMaimon: Om det finns några oegentligheter i isen eller bladet skulle inte ’ t trycket vid dessa punkter är nästan oändligt såvida inte eller tills H2O under dem gav sig? Jag skulle tro att åtminstone en del av skaterens vikt skulle bäras av flytande vatten såvida inte det komprimerade vattnet flytande, omformades till en lägre tryckkonfiguration och återfrysning. Skulle skidorna vara effektiva vid -35 på ett polerat isfryst ark?
• @supercat: Trycket kommer inte att vara oändligt eftersom den unga ismodulen inte är oändligt – det är inte oändligt styvt; den ’ är komprimerbar till en viss grad och kommer att ge (komprimera) lite under tryck. Det kan också lokalt bryta destruktivt och förskjutas som damm / skärvor utan fasförändring.
• @SF: Jag skulle betrakta kompression, brott och smältning som former av ” vika ”. Min poäng är att även om det inte skulle vara ’ för att det inte skulle finnas tillräckligt tryck för att isen skulle smälta om vikten applicerades enhetligt på en skridsko, kommer vissa områden under skridskor vanligtvis att vara under mycket högre tryck än andra.

Påståendet att skridskon inte utövar tillräckligt tryck för att smälta is är fel. Föreställ dig att skridskon sänks vertikalt tills den berör en helt plan yta. Den initiala kontaktytan (innan bladet börjar sjunka ner i isen) skulle vara oöverskådligt liten och det initiala trycket oberäkneligt stort på grund av krökningar. Ett typiskt freestyle-bladets ”rocker” har en radie på 6 fot; dess ”ihåliga” på 7/16 till 10/16 tum. Bladet är vanligtvis 0,15 tum tjockt, så dess två kanter har ”bett” -vinklar på 7 till 10 grader. Den hastighet med vilken en kant kunde smälta is och sjunka in skulle begränsas av värmeledning. I en dynamisk situation, där skridskoåkaren glider längs med en god hastighet, skulle viskös avledning i det tunna skiktet smörjande vatten generera en del av värmen.Om skridskoåkarens bana är böjd men vipparens krökning multiplicerad med synd ( tilt ) är dåligt matchad med böjningens krökning, kommer det att finnas ytterligare friktion och ljudeffekter när kanten tuggar upp isen.

Den här frågan har ifrågasatts i åldrar.

Calderon & Mohazzabi $ ^ {[1]} $ ger en utmärkt summering av de olika teorier som föreslagits genom åren för att förklara varför isen är så hal i deras papper ” Försmältning, trycksmältning och regelering av is återbesökt ”

De erbjuder både teoretiskt och experimentellt bevis för att varken trycksmältning eller friktionssmältning ensam förklarar fenomenet och drar slutsatsen från atomkraftsmikroskopi, bland annat bevis, att det finns ett försmältande kvasi- Flytande ytskikt med speciella egenskaper – Detta föreslogs ursprungligen av Faraday och Thompson tillbaka på 1850-talet – att i kombination med viss trycksmältning möjliggör skridskoåkning.

De pekar faktiskt på annan forskning som visar att is inte är det enda fasta ämnet som beter sig annorlunda på ytan när nära dess smältpunkt. De främsta anledningarna till att vi märker is är att det är ett av få ämnen vi stöter på och som ligger nära dess smältpunkt när vi stöter på den och dess överflöd. Den vägda tråden som skär genom isen är dock trycksmältning och reglering.

Ett annat papper som sammanfattar tidigare forskning väl är det av Dash et. al. $ ^ {[2]} $

Båda refererade artiklarna ger också en bra uppsättning referenser för vidare läsning.

Referenser

1. Calderon, C. och Mohazzabi, P. (2018) ” Försmältning, trycksmältning och regelering av Ice Revisited. ” Journal of Applied Mathematics and Physics, 6, 2181-2191. https://doi.org/10.4236/jamp.2018.611183

Förhandsgranska / läs online på: https://www.researchgate.net/publication/328766489_Premelting_Pressure_Melting_and_Regelation_of_Ice_Revisited

2. Drake, JG, Fu, H. och Wettlaufer, JS (1995) ” Försmältningen av is och dess miljökonsekvenser. ” Rapporter om framsteg inom fysik, 58, 115. es. Rapporter om framsteg inom fysik, 58, 115. https://doi.org/10.1088/0034-4885/58/1/003

Kommentarer

• Fantastiskt. Bra att se att ’ fortfarande publiceras nytt material om dessa ämnen. Tack för att du delar papperet.
• Inga problem. Det ’ har störtat forskare och ingenjörer sedan 1800-talet, vet ’ inte om det här är det sista ordet, men jag har inte ’ inte sett något nytt om ämnet under det senaste året eller så.

Tja , med ett solid isblock. Fäst vikten mot en sträng i båda ändar och häng den över isen. Strängen kommer att gå genom isen under en tidsperiod utan att faktiskt skära hela blocket. Hur händer detta? möjligen trycksmältande mineskylmängder av is under strängen och vattnet som fryser över strängen.

Det visades att ytvatten molekyler vibrerar starkare än de i bulk, har mindre grannmolekyler att interagera med. Tydligen skapar detta en nanometrisk film av kvasi-flytande vatten som minskar friktionen.

Kommentarer

• detta är bara sant upp till viss temperatur under vilken du behöver inte ha ett lager vatten.

Regelation -Regelation är fenomenet att smälta under tryck och frysa igen när trycket sänks. Många källor säger att regelning kan demonstreras genom att slinga en fin tråd runt ett isblock med en tung vikt fäst vid det.

Skridskoskor:

Hela vikten av skridskoåkare koncentreras till denna lilla del av området, alltså is under skor smälter snabbt [på grund av Regelation ] omvandlar is till vatten (märk att på grund av högt tryck konverterar is till vatten utan temperaturökning, vanligtvis smälter is vid 0 ℃). Följaktligen på grund av att en viss mängd is ersätts med vatten minskar friktionen på ytan och åkaren rör sig lätt.

Varför använda termen regelning? Eftersom en liten mängd is täcks av vatten på grund av tryck (eller) belastning, bryts inte hela isen (smälter), vilket gör skridskoåkning möjlig.

Också: människor försökte lägga till på wiki, redigera sammanfattning

Kommentarer

• Delen om skridskoåkning lades till wikipedia-posten som en missuppfattning. Om du inte kan bevisa annat tycker jag att det är oklokt att citera wikipedia-posten som källa.
• Den togs bort för 10 år sedan och läggs fortfarande inte tillbaka. Det citerades också med en källa i missuppfattningarna (jag har ’ för närvarande inte tillgång till källan). Om du inte kan ge några bra bevis på detta, går du emot de andra sakerna som sägs och syftet med denna tråd. Poängen är att det är tillräckligt för dig att bevisa detta tryck för de angivna effekterna. Många källor tror inte ’ att det är en tillräckligt bra förklaring.
• @JMac c ’ mon, regeln är kallas när vi trycker på is och det blir till vatten. Men när detta tryck avlägsnas täcker vattnet igen till is. Don ’ t du det här är vad som händer under skridskoåkning?
• Trycket från skridskor tycks inte ’ t vara tillräckligt hög för att tillfälligt smälta is vid temperaturer även som -1 ° C. Frågan är inte ’ t att regleringen inte är ’ en sak. Frågan är att kvantitativ analys av situationen visar att effekten inte är ’ tillräckligt stor för att till och med orsaka lokal smältning. Du behöver tryck du inte uppnår genom att åka skridskor på is, så ytterligare faktorer krävs för att beskriva fenomenet. Ditt svar ger inget utöver vad OP redan har beskrivit och beskrev sedan hans problem med det. Om du inte matematiskt kan bevisa något annat, svarar detta inte ’ t