Статистическая физика и термодинамика. Громов Ю.Ю - 28 стр.

UptoLike

Вы можете далее расплавить, например, свинцовую пломбу в коробочке, сделанной из игральной
карты. Надо только подвергать действию пламени именно то место бумаги, которое непосредственно
соприкасается со свинцом: металл, как сравнительно хороший проводник тепла, быстро отнимает от
бумаги тепло, не давая ей нагреться заметно выше температура плавления, т.е. 335° (для свинца); такая
температура недостаточна для воспламенения бумаги.
Рис. 4 Рис. 5 Несгораемая бумага
Хорошо удается также следующий опыт (рис. 4). Толстый гвоздь или железный (еще лучше мед-
ный) прут обмотайте плотно узкой бумажной полоской, наподобие винта. Затем внесите прут с бумаж-
ной полоской в пламя. Огонь будет лизать бумагу, закоптит ее, но не сожжет, пока прут не раскалится.
Разгадка опыта в хорошей теплопроводности металла; со стеклянной палочкой подобный опыт не удал-
ся бы. Рисунок 5 изображает сходный опыт с «несгораемой» ниткой, туго намотанной на ключ.
5.7 Почему лед скользкий?
На гладко натертом полу легче поскользнуться, нежели на обыкновенном. Казалось бы, то же самое
должно происходить на льду, т.е. гладкий лед должен быть более скользок, нежели лед бугорчатый, ше-
роховатый.
Но если вам случалось везти нагруженные ручные санки через неровную, бугристую ледяную по-
верхность, вы могли убедиться, что, вопреки ожиданиям, сани проскальзывали по такой поверхности
заметно легче, чем по гладкой. Шероховатый лед более скользок, чем зеркально гладкий! Это объ-
ясняется тем, что скользкость льда зависит главным образом не от гладкости, а от совершенно особой
причины: от того, что температура плавления льда понижается при увеличении давления.
Разберем, что происходит, когда мы катаемся в санях или на коньках. Стоя на коньках, мы опира-
емся на очень маленькую площадь, всего в несколько квадратных миллиметров. И на эту небольшую
площадь целиком давит вес нашего тела. Если вы вспомните сказанное в главе второй о давлении, то
поймете, что конькобежец давит на лед со значительной силой. Под большим давлением лед тает при
пониженной температуре; если, например, лед имеет температуру 5°, а давление коньков понизило
точку плавления льда, попираемого коньками, более чем на 5°, то эти части льда будут таять.
Что же получается? Теперь между полозьями коньков и льдом находится тонкий слой воды, не-
удивительно, что конькобежец скользит. И как только он переместит ноги в другое место, там произой-
дет то же самое. Всюду под ногами конькобежца лед превращается в тонкий слой воды.
Такими свойствами из всех существующих тел обладает только лед; один советский физик назвал
его «единственным скользким телом в природе». Прочие тела гладки, но не скользки.
Теперь мы можем вернуться к вопросу о том, гладкий или шероховатый лед более скользок. Мы
знаем, что один и тот же груз давит тем сильнее, чем на меньшую площадь он опирается. В каком же
случае человек оказывает на опору большее давление: когда он стоит на зеркально гладком или на ше-
роховатом льду? Ясно, что во втором случае: ведь здесь, он опирается лишь на немногие выступы и бу-
горки шероховатой поверхности. А чем больше давление на лед, тем обильнее плавление и, следова-
тельно, лед тем более скользок (если только полоз достаточно широк; для узкого полоза коньков, вре-
зающегося в бугорки, это неприложимо – энергия движения расходуется здесь на срезывание бугорков).
Понижением точки таяния льда под значительным давлением объясняется и множество других яв-
лений обыденной жизни. Благодаря этой особенности льда отдельные куски его смерзаются вместе, ес-
ли их сильно сдавливать. Мальчик, сжимая в руках комья снега при игре в снежки, бессознательно
пользуется именно этим свойством ледяных крупинок (снежинок) смерзаться под усиленным давлени-
ем, понижающим температуру их таяния. Катая снежный ком для «снежной бабы», мы опять-таки поль-
зуемся указанной особенностью льда: снежинки в местах соприкосновения, в нижней части кома, смер-
заются под тяжестью надавливающей на них массы. Вы понимаете теперь, конечно, почему в сильные
морозы снег образует рассыпающиеся снежки, а «баба» плохо лепится. Под давлением ног прохожих
снег на тротуарах постепенно уплотняется в лед: снежинки смерзаются в сплошной пласт.