Почему лёд скользкий?

На первый взгляд может показаться, что вопрос элементарный: лёд скользкий, потому что он гладкий. Но стекло тоже гладкое, однако ходить по нему в ботинках можно вполне уверенно. Секрет скользкости льда занимал физиков больше ста лет, и ответ на него не так прост, как учили в старых учебниках.

Долгое время популярной была теория давления. Считалось, что когда человек наступает на лёд коньком или подошвой, под его весом создаётся сильное давление. Из-за этого температура плавления льда падает, образуется тонкий слой воды, который и работает как смазка.

Однако расчёты показали, что это не совсем так. Человек весит недостаточно много, чтобы растопить лёд только давлением, особенно если на улице мороз -20°C. При такой температуре лёд всё равно остаётся скользким, хотя давление не может превратить его в воду.

Вторая теория — трение. Якобы подошва или лезвия коньков трутся о поверхность, из-за чего последняя нагревается и плавится. Это отчасти правда, но лёд скользкий, даже если человек просто стоит на месте и не создаёт трения.

Кристаллическая решётка льда

Современная наука склоняется к тому, что лёд скользкий сам по себе, без всякого давления. На самой поверхности льда, на молекулярном уровне, всегда есть тончайший слой, который ведёт себя не как твёрдое тело, и не совсем как жидкость.

Молекулы воды в глубине куска льда крепко сцеплены друг с другом со всех сторон. Но у молекул на самой поверхности нет «соседей» сверху. Из-за этого они держатся слабее и могут свободно двигаться, словно крошечные шарикоподшипники.

Именно по этим «расшатанным» молекулам и скользит подошва или лезвия коньков. Этот квазижидкий слой существует даже при сильном морозе. Так что, поскальзываясь зимой на тротуаре, вы фактически едете на слое молекул, которые не могут решить: они уже лёд или ещё вода.