- 趣味物理實驗(原名《趣味物理思考題》)
- (俄)別萊利曼著 余杰編譯
- 763字
- 2021-10-29 17:58:07
15.切冰塊的完美方法
眾所周知,幾塊冰在壓力作用下會凍結在一起,但這并不意味著,幾塊冰在受到壓力作用的時候會凍得更厲害,而剛好相反,在強壓的作用下,冰是可以融化的,假如將融化的冰水的壓力解除,水又會重新結成冰。因為水結成冰的一個條件就是水溫低于0℃。如果我們擠壓幾塊冰時,此時冰塊相互接觸的部位就會受到強烈的壓力,從而使冰塊融化,在零攝氏度以下就變成了水。而此時水會流向接觸部位之間的小縫隙里,由于水在縫隙里不會受到那么大的壓力,此時水就會馬上結冰,這時我們就會看到幾塊冰變成了一整塊。
正如先前我們所說的,我們需要用實驗來證明。我們需要準備一條長條冰磚,把冰磚的兩端架在兩個板凳之間,你還可以嘗試用別的什么方式把它架起來。然后,用纖細的鋼絲(長80厘米、直徑0.5厘米)橫搭在冰磚上,然后你將兩個熨斗或是質量為10千克的重物系在鋼絲的兩端(圖45)。因為是被重物拉著的,冰磚會被鋼絲切入,然后鋼絲緩慢地切過整塊冰磚。通過觀察我們發現,冰磚并沒有斷裂下落。事實上,冰磚上沒有任何受到切割的痕跡。

圖45
在鋼絲的壓迫下,冰融化了,但冰融化后的水會來到鋼絲的上面,并且鋼絲將不再對它產生壓迫,說得更明白一些,當下面的冰層被鋼絲切割時,上層的冰又開始結冰了。
當你做實驗的時候,你會發現在自然界當中,冰是唯一可以用來做這個實驗的物質。正是因為這個原因,在寒冷的冬天,人們可以在冰面上滑雪橇或者滑冰。滑冰者把自身的全部重量都壓在了冰鞋上,在這樣的壓力的壓迫下,冰開始融化(前提是冰凍不是很厲害),便于讓冰鞋在上面滑動。冰鞋滑到另外一個位置,那么那里的冰也會出現融化現象。事實上,無論滑冰者的腳滑到哪里,他都會把冰鞋下面那層薄冰變成水,而水解除壓力后,又會重新結成冰。所以,無論冬天里的冰有多干燥,只要它在冰鞋下,就會融成水,我們感覺冰很滑就是因為這個原因。