Почему лед скользкий

Ответ на этот, казалось бы, простой вопрос, на самом деле полон заблуждений. Что же является главной причиной «скользкости» льда?


Скользкость материала определяется силой трения его поверхности. Несмотря на то, что лед практически не бывает идеально гладким, предметы скользят по нему очень хорошо. Почему так происходит?

В 1849 году британский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) вместе со своим братом выдвинул гипотезу, согласно которой давление, которое лезвия коньков оказывают на поверхность люда, заставляет его плавиться и переходить в жидкое состояние. В результате лезвия начинают скользить уже по водяной пленке, а не по твердой поверхности.

Этим в конце XIX веке объясняли, почему лед является скользким. Но ведь скользят по нему не только коньки: зимой мы подскальзываемся даже когда у нас на ногах ботинки. Давления, которое оказывает ботинок на поверхность льда, явно недостаточно для его плавления. В чем же тогда причина такой скользскости?

На самом деле ответ на этот вопрос кроется во внутренней структуре льда. Вода — одно из немногих соединений, которое при переходе из жидкого в твердое состояние расширяется. Это происходит из-за того, что кристаллическая решетка привычного для нас льда-I имеет довольно большие ячейки, что увеличивает расстояния между молекулами внутри материала. В результате молекулы во льду находятся дальше друг от друга, чем в воде.

На поверхности льда молекулы связаны между собой слабее, чем в толще материала: внутри — каждая окружена пятью «соседями», а на поверхности — только четырьмя. Здесь молекулы более подвижны и при скольжении по льду какого-либо предмета, они смещаются под его воздействием и работают, как смазка.