H2SO4

A világ érdekes, de ezt nem mindenki veszi észre az iskolában, vagy pedig már rég elfelejtette.
Ez a blog az ismeretterjesztésről szól. Aki minden, a blogban előforduló fogalmat ismer és ért, annak valószínűleg nem mondanak sok újat ezek a bejegyzések. Inkább azoknak szól, akik természettudományos okosságokról és butáskodásokról szeretnének valamit olvasni, (ál)tudományoskodás nélkül, egyszerű, közérthető nyelven.
Ez a blog nem tankönyv, nem törekszik teljességre, nem akar az érdeklődőre ráborítani egy kisebb kérdésnél egy egész könyvtárat. Az sem rossz, de az legyen az érdeklődő döntése.

Főző Attila László

facebook

Hozzászólások

vidzset.

Budapesti légszennyezés

Budapest szmogtérképe

A Föld által felhalmozott hő

Tudatos korcsolyázás

2011.12.30. 01:07 :: H2SO4

jeg1.jpgÖn tudatos korcsolyázó? Vagy csak örömködve csúszik mit sem törődve azzal, hogy mitől csúszik a jég? Ha nem tudja, hogy miért lehet csúszni a jégen, akkor olvassa el ezt a bejegyzést és ezután sem fogja tudni, de egészen máshogyan, mondhatni minőségi módon nem fogja tudni.

Az idők folyamán több elmélet igyekezett magyarázatot adni, hogy miért csúszkálnak az emberek és egyéb tárgyak a jégen. Három magyarázatot sorolnék fel itt (az elnevezések nem hivatalosak, csak kitaláltam őket a könnyebbség miatt): 

              • "Régi I." - könnyen érthető, de nem igaz
              • "Régi II." - még könnyebben érthető, kicsit snassz, túlhaladott
              • "Új" - nehezebben érthető, izgalmas, de nem teljesen eldöntött

A korcsolyázás és a csúszós jég régi valószínűleg még mindig felbukkan a fizikaórákon a suliban, amikor hőtanról esik szó. A "Régi I." elmélet szerint ugyanis amennyiben a jégre nyomást gyakorlunk, annak fagyáspontja nyomásfüggő lévén egy kicsit lecsökken. A korcsolya ugyanis kicsi felületen érintkezik a jéggel és a nyomás nagyobb, mintha cipőben lennénk (a nyomás az erő és a felület hányadosa). A fagyáspont csökkenése miatt a jég hoppon marad és azonnal olvadni kezd a teteje. Eszerint az így kialakuló vízrétegen csúszna a korcsolya, de a régi elmélet alapján valójában csak nagyon picit, sőt icipicit csökken a fagyáspont. Ráadásul a jég akkor is csúszik, ha cipőben vagyunk, ha hason csúszunk rajta vagy esetleg jegesmedvék vagyunk. Az alábbi kedves videóban éppen ezt a régi, de hibás elméletet ismertetik, miután kedves emberek nagyon hibás ötletekkel állnak elő :-)

 

A "Régi I." elmélet valóban régi. 1886-ban egy John Joly nevű mérnök kiszámította, hogy a fagyáspontot a korcsolya által kifejtett nyomás -3,5 Celsius-fokra is leviheti. Ez érdekes, de ha jegesmedvék vagyunk, akkor ennél sokkal alacsonyabb hőmérsékleteken mászkálunk, a jégkorongozók kifejezetten -9 Celsius-fokos jégen szeretnek játszani. A sarkkutatók -30 Celsius-fokon is vidáman csúsznak, ha úgy tarja kedvük.

jeg2.jpg

A nyomás okozta fagyáspontcsökkenés mellett persze a jég és a korcsolya (vagy bármi) közötti súrlódást is figyelembe kell venni, ugyanis az így termelődő hő is jégolvasztó hatású. Ezt sem tegnap sütötték ki, ugyanis 1939-ben két angol tudós a "Régi I." elmélet helyett a súrlódásra és annak hőhatására alapozó "Régi II." elméletet javasolt. Sajnos a hidegebb jégen való csúszásra ez az elmélet sem ad megnyugtató magyarázatot, mert a számítások szerint az olvadáshoz szükséges hőt, csak a korcsolyázó által kifejtett nyomóerőnél sokkal nagyobbal lehetne elérni. 

Valójában az Új elmélet gyökerei is a régmúltba nyúlnak vissza. Faraday, aki nem kevés szintet húzott fel a tudomány nagy építményére, 1859-ben úgy vélekedett, hogy a jég felszínén érdekes folyadékréteg van, ami számos jelenség magyarázatában játszhat fontos szerepet. Száz év telt el és egyre több tudós kezdett méréseket végezni a jég felszínével kapcsolatban. Igyekeztek megmérni a felszíni réteg vastagságát, szerkezetét. Ezen a területen az egyik legismertebb szaktekintély Somorjai Gábor, magyar származású, az Egyesült Államokban élő kémikus, a felületi kémia egyik legnagyobb alakja, aki a 2002-es Téli Olimpiai Játékok jégügyi szakértője is volt, a számos, nagyon rangos tudományos kitüntetése mellett. (Somorjai Gábor családját 1944-ben a Raoul Wallenberg segítségével kapott svéd útlevél mentette meg a náci haláltáboroktól.)

peking_ivanwalsh.jpg

jégcikli Pekingben (http://www.flickr.com/photos/ivanwalsh/)

 

Az "Új" elmélet szerint a jég felszínén levő molekulák olyan különleges módon mozognak, hogy az egy folyadékszerű rétegként viselkedik. Somorjai és kutatócsoportja mérései szerint a vízmolekulák kb. fele fel-le mozog (rezeg) a jég felszínén és ennek a jelenségnek köszönhető a csúszós réteg kialakulása, amihez nem szükséges sem a korcsolyázó, sem a jegesmedve. A jég felszínét nagyon sokan vizsgálták, számos eredmény megerősíti a különleges réteg meglétét, de van, aki szerint ez nem játszik olyan fontos szerepet a korcsolyázásban. Ezért csak azt mondhatjuk a tudatos korcsolyázóknak, hogy az itt Újnak nevezett elmélet csúszott eddig a legjobban. 

Ez a helyzet. 

(Aki szeretne a szobában érdekesen jeget készíteni, nézze meg a Szertár.com videóját.)

2 komment

Címkék: korcsolyázás víz fagyás jég nyomás súrlódás fagyáspont Faraday

A bejegyzés trackback címe:

https://h2so4.blog.hu/api/trackback/id/tr813505474

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

fordulo_bogyo 2012.03.17. 01:48:56

Nem lehet, hogy azert csuszik, mert sima?

A sima marvanypadlo is csuszik.
A szilikonnal lefujt linoleum is.
Miert kulonleges a jeg csuszasa?

Avatar 2012.03.26. 16:32:02

@fordulo_bogyo: Próbálj meg a sima márványpadlón, vagy a szilikonos linóleumon korcsolyázni, és rájössz miért különleges a jég.