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第67章 为什么水如此光滑?

在雨水湿滑的拐角处或桥面上,在靴子带进融化了的雪的走廊里,在管理员刚用拖把拖过地的小吃店里,你会看到这样的提示标语:地面湿滑,请小心!突然之间,普通的柏油路面或者油毡地变成了平面滑坡,得小心翼翼才能靠近。那么罪魁祸首是谁呢?答案就是普通的水。

一层水对一条道路的作用,与水上公园中它对于弯曲的塑料斜坡的作用是一样的,即减少阻力。当一个表面与另一个表面相互摩擦时,微小隙缝与隙缝相结合,会产生牵制效应。科学家指出,摩擦力的作用方向与物体运动的方向是相反的。所以摩擦力会减缓你在油毡地上的前进速度。然而有了水,你的鞋子就可以在液膜上滑行,这个液膜能减少你的鞋子与地面上的小隙缝接触摩擦。

在路面上,雨水也会溅起残油,从而增加滑动系数。油脂和油能最大限度地降低阻力,这就是为什么它们被用于润滑汽车、自行车和其他机器的驱动零部件。但是,很少有人会付钱去油脂公园游一天,穿上游泳衣冲下巨大的黄油斜坡或者急行穿过谷物油坡。然而水的润滑作用恰恰刚好保证让你的身体在塑料或者玻璃纤维的斜坡上滑行。

所以,水的润滑功能多半源于它可以消减摩擦力的作用。但是液态水本身也很润滑。液体分子是在不断地运动的。这就是你为什么能够轻易划破水表面跳进充满水的游泳池,并且能够在游泳池里滑行。你也可以在坚固的地毯上这样做试试看。但事实上,请不要这么做!

最后,冰——水的固态形式,也有润滑物体表面的作用。在温度降到0摄氏度或以下(标准大气压),水就凝结变成固态。然后,润滑趣事开始了。往厨房的地面上丢个冰块儿,观察它是怎么滑走的。或者自己去表面结冰的人行道上滑行看看。

过去,科学家认为冰的润滑度是由于压力或摩擦力在表面形成一层薄薄的液体。所以,在结冰的池塘上,一个滑冰者的体重会产生压力,从而使膨胀冰的表层收缩并融化成液体。另外,冰刀和冰之间的摩擦力会加热这个表层,加速融化。

然而,科学家已经发现冰本身就已经出乎意料地润滑了。研究发现,冰表面的分子并不是在晶格里固定不动,而是持续地上下振动。这种垂直的上下振动在冰表面产生类似液体的一层,可以将摩擦力降至最低,从而带来了冬天在冰面上的摔倒与兴奋。

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