華興恒

要想使冰熔化，除了提高環(huán)境的溫度，還有其他的辦法嗎？我們知道，冰是晶體，它的熔點(diǎn)是0℃。但你知道嗎。其實(shí)晶體的熔點(diǎn)會(huì)受壓強(qiáng)的影響。實(shí)驗(yàn)表明。壓強(qiáng)每增大1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，冰的熔點(diǎn)約降低0.0075℃.下面就請(qǐng)同學(xué)們領(lǐng)略一下生活中那些有關(guān)高壓熔化冰的現(xiàn)象。

切不開的冰塊

首先請(qǐng)同學(xué)們和我一同做一個(gè)實(shí)驗(yàn)：取一冰塊，把它放在支架上，用一根細(xì)鋼絲橫跨在冰塊上，在鋼絲的下端掛一個(gè)1 kg左右的重物，如圖1.耐心地觀察，你會(huì)看到一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象：隨著時(shí)間的推移，鋼絲會(huì)逐漸嵌入冰塊中，并緩慢地向下移動(dòng)。最后鋼絲將從冰塊下面穿出。奇妙的是，整個(gè)冰塊并未被切割成兩塊，冰塊中鋼絲經(jīng)過的地方完好如初。

這是因?yàn)殇摻z下吊有重物，使得鋼絲下面的冰所受的壓強(qiáng)增大，此處冰的熔點(diǎn)降低，會(huì)緩慢地熔化成水，因此鋼絲會(huì)緩慢地向下移動(dòng)。當(dāng)鋼絲下移后，原來鋼絲經(jīng)過的地方壓強(qiáng)減小，冰的凝固點(diǎn)升高恢復(fù)原狀，同時(shí)鋼絲下面被壓的冰壓強(qiáng)增大，熔點(diǎn)降低。鋼絲下面的冰熔化要從周圍吸收熱量，使得鋼絲上部的水重新凝固成冰。就這樣，冰塊在不斷被切割的同時(shí)，“傷口”不斷愈合，最終當(dāng)鋼絲從冰塊的下端穿出時(shí)，整塊冰又重新凝固成了一塊，就好像切不開一樣。

越滾越大的雪球

冬天，當(dāng)?shù)孛娓采w了一層厚厚的雪，我們將一個(gè)小雪團(tuán)在地上反復(fù)滾動(dòng)，小雪團(tuán)就會(huì)變成雪球越滾越大（如圖2）。有些人解釋說。雪球是依靠黏附力的作用，在滾動(dòng)過程中把地上的雪粘在一起形成的。實(shí)際情況并不完全如此，雪與雪之間并沒有多大的黏附作用。那么雪球越滾越大的主要原因到底是什么呢？

小雪團(tuán)變成大雪球的原因也是由于壓強(qiáng)變大降低了冰的熔點(diǎn)。雪是由水蒸氣凝華而成的晶體，其本質(zhì)也就是冰。雪球在滾動(dòng)的過程中，和地面接觸的部分被壓緊，雪的熔點(diǎn)因此而下降，熔化成水。隨著雪團(tuán)的滾動(dòng)，原來和地面接觸的部分脫離地面，由于水對(duì)雪的黏附作用非常大，此時(shí)地上的雪被黏附在雪球上，而剛剛?cè)刍傻乃捎趬毫p小又結(jié)成冰，使得附著的雪牢牢凍結(jié)在雪球上，這樣一來，雪球的體積就變大了。就這樣，隨著雪球不斷地在雪地上滾動(dòng)，雪球下的雪被壓熔化，減壓后又會(huì)結(jié)成冰，與雪球結(jié)合在一起。因此，與雪球接觸的雪片不斷地進(jìn)行著“熔化、附著、結(jié)冰”的過程，巨大的雪球就漸漸形成了。

能在冰上滑行的冰刀

普通人在冰上行走非常吃力，但溜冰運(yùn)動(dòng)員卻能在冰上疾行。這一切全靠運(yùn)動(dòng)員所穿的帶有冰刀的冰鞋。冰刀與冰面的接觸面積很小，因而它對(duì)冰面的壓強(qiáng)很大，從而使與冰刀接觸的冰的熔點(diǎn)降低，此處的冰在0℃以下也可以熔化成水，這樣就在冰刀的下方形成了一層水，相當(dāng)于在冰刀前進(jìn)的道路上抹了一層潤滑劑，起到潤滑的作用，使得冰刀與冰之間的摩擦力大大減小，因而溜冰運(yùn)動(dòng)員可以在冰面上快速地滑行。

冰刀在冰上滑行時(shí)還起到了調(diào)整方向的作用。在日常生活中，人之所以能夠前進(jìn)，是因?yàn)槿藢?duì)地面施加了一個(gè)作用力，同時(shí)，人受到地面對(duì)人施加的反作用力，這個(gè)力就是人前進(jìn)的動(dòng)力。如果沒有這個(gè)力的作用，人就寸步難行。而人在運(yùn)動(dòng)起來之后，就要盡量減小前進(jìn)過程中受到的阻力，同時(shí)還要靠調(diào)整姿態(tài)或與地面的摩擦力來調(diào)整運(yùn)動(dòng)的方向。例如，跳水運(yùn)動(dòng)員靠調(diào)整姿態(tài)和重心來改變運(yùn)動(dòng)方向，飛機(jī)靠調(diào)整尾翼和兩側(cè)機(jī)翼的傾角來改變運(yùn)動(dòng)方向。

運(yùn)動(dòng)員滑冰時(shí)要用冰刀蹬冰，要蹬冰就只有用冰刀的刃去“啃”冰。刀刃必須很薄、很鋒利，這樣對(duì)冰面的壓強(qiáng)就大，才可以獲得較大的力，不過要注意的是，滑冰時(shí)重心必須放在前進(jìn)的腳上，只有這樣另一只腳才可以做各種動(dòng)作，因此在重心所在的那只腳上，冰刀必須與前進(jìn)的方向一致，這樣冰刀與冰面幾乎是沒有摩擦力的，運(yùn)動(dòng)員可以很巧妙地掌握冰刀與冰面接觸的位置，要蹬冰或轉(zhuǎn)彎時(shí)，盡量利用鋒利的刀刃，而滑行時(shí)則盡量避免“啃”冰。

還有一個(gè)比較有趣的現(xiàn)象，冰刀在冰塊上劃過之后，總會(huì)留下一道白色的痕跡，這是冰刀刻出來的?；芪⒚?，沒有刻痕不行，刻痕太重了也不行，做各種不同的動(dòng)作留下的刻痕也不同。運(yùn)動(dòng)員前進(jìn)時(shí)，沒有刻痕就不能控制方向。

速滑、花樣滑冰和冰球運(yùn)動(dòng)對(duì)動(dòng)作的要求不同，這幾項(xiàng)運(yùn)動(dòng)用到冰刀的形狀不同，刀刃的形狀也不同。速滑要盡量減小摩擦以保證速度，因而冰刀很長，只有在轉(zhuǎn)彎時(shí)利用刀刃吃冰，刀刃形如桌子的棱角，是90°（如圖3）。打冰球時(shí)要頻繁靈活地調(diào)整動(dòng)作，如起動(dòng)、停止、左躲右閃、轉(zhuǎn)動(dòng)騰挪，用到的冰刀就要短一些，刀刃要鋒利一些，槽要深一些（如圖4）?；踊\(yùn)動(dòng)員離不開旋轉(zhuǎn)翻飛，動(dòng)作要求輕靈、變化多，而不要求直線運(yùn)動(dòng)速度，因此冰刀長度要短些，刀槽要深，刀刃要鋒利。為了適應(yīng)花樣滑冰的急轉(zhuǎn)急停，除了鋒利的刀刃，還要在冰刀的前端加一排鋸齒（如圖5），以便更好地控制動(dòng)作。

責(zé)任編輯 林洋