De ce alunecăm pe gheaţă?

Cui nu-i place să se dea pe gheaţă? Când eram mic şi iarna se apropia de abia aşteptam să ningă, iar noaptea să dea gerul ca astfel a doua zi să mă duc la derdeluş şi să mă dau pe gheaţă. Oare câţi dintre noi şi-au pus atunci sau acum întrebarea de ce alunecăm totuşi pe gheaţă? Se pare că răspunsul nu este atât de simplu precum aţi crede!

Gheaţa este solidă, iar o calitate a solidelor este aceea ca atunci cănd două solide se întălnesc, există o frecare între ele ce împiedică alunecarea dintre acestea. Imaginaţi-vă cum încercaţi să alunecaţi cu patinele pe alte suprafeţe solide ca cimentul, lemnul sau sticla. Nici nu trebuie să vă descriu rezultatul acestei acţiunii că presupun că zgomotul produs vă zgârâie deja pe creier. Gheaţa este un solid foarte misterios iar cercetătorii încă nu au gasit un răspuns la întrebarea de mai sus, ei descoperind mai mereu tot felul de variaţii ale gheţii.

S-a descoperit destul de recent că explicaţia care apare în manuale vizavi de întrebarea „de ce alunecăm pe gheaţă?” este una eronată. Această explicaţie ţine cont de o proprietate ciudată a apei în forma solidă, gheaţa, şi anume că aceasta este mai puţin densă decăt forma lichidă, prin urmare aceasta plutind în apă. Aceasta densitate mică a gheţii mai înseamnă şi că temperatura de topire a acesteia poate fi scăzută sub 32 de grade Fahrenheit (0 grade celsius) aplicând presiune asupra acesteia. Aşa că, conform manualelor, explicaţia alunecării patinelor pe gheaţă este dată de presiunea exercitată de lamele patinelor asupra gheţii, ce face ca temperatura de topire al primului strat al gheţii să scadă, ducând la topirea acestuia, patinele astfel alunecând pe finul strat de apă creat ce reingheaţa apoi după trecerea patinelor. Dar cum am spus această explicaţie este eronată deoarece efectul presiune-topire este unul foarte mic. S-a demonstrat că o persoană de 70 de kilograme încălţată cu patine, de exemplu,  exercită o presiune de doar 22 de kilograme pe trei centimetri pătraţi de gheaţă. Această presiune scade temperatura de topire foarte puţin, de la 32 de grade Fahrenheit până la 31,97 de grade Fahrenheit (-0.97 grade Celsius), această scădere nefiind suficientă creării acelui fin strat de apă ce ar permite astfel alunecarea.

În schimbul explicaţiei din manual, cercetătorii ne prezintă alte doua teorii. Prima care este în mare parte acceptată ca fiind cea corectă, invocă frecarea. Frecarea dintre lama patinei sau a tălpii unei încălţăminte şi a gheţii, încălzeşte şi prin urmare topeşte gheaţa formând astfel un strat alunecos. A doua teorie este una vehiculată de acum un deceniu, şi anume că suprafaţa gheţii este pur şi simplu alunecoasă pentru că moleculele de apă din suprafaţa gheţii vibrează mai mult deoarece nu există alte molecule deasupra acestora care să le ţină în loc, rămănând astfel în stare lichidă chiar şi la temperaturi sub cele ale îngheţului.

Dar, cercetătorii continua să dezbată dacă frecarea sau stratul lichid joacă un rol mai important, iar noi va trebui deocamdată să ne mulţumim cu aceste două teorii până la aflarea exactă a motivului pentru care alunecăm pe gheaţă.

Surse: wiki/Ice, nytimes