推 rebredoxin:專業文，大推！！ 03/05 10:27
推 tapipi:推專業文！！ 但是台聯大的考生誰會寫......好難...... 03/05 10:46
推 joety1103:推金老大！ 唉 不過我大概沒機會給他教了 03/05 18:53
→ sisay:金老師不知道平常都聽啥音樂 剛看到他戴了一個全罩耳機 03/05 19:11
→ sisay:感覺好專業的耳機玩家 XD 03/05 19:11
※ 引述《Man (The last man)》之銘言：
: ※ 引述《chekhov99 (海鷗)》之銘言：
: : 因為交接處的水分子無法區分是來自哪一個冰塊..
: : 如果把2塊很純很平的銅塊疊在一起，也會黏在一起...
: 應該是冰跟水的界面有比較高的G ，所以當放兩塊冰在水中時，
: 系統會朝盡量縮小冰跟水的界面方向移動，就像是滴兩滴油在水
: 中時，油滴到最後也會融成一滴。
我推這個答案
事實上常壓下水的 固/液 表面能比 固/氣 表面能高
當冰塊浮在水中，接近液面的地方會有一點點液面被 "劈開" 的小縫
也就是定冰塊橫面為座標零點，水面的高度離橫面的距離是一個
蠻不 "階梯" 的曲線，在無限遠處回到原來液面高
當兩塊冰塊足夠靠近地浮在水上
因為這個曲線對表面張力線積分要越小越好
兩個冰塊最終會吸在一起
接下來就跟原 po 說的一樣黏住了~
(以下借題發揮)
之前有人提到加壓會讓冰熔點下降
用此來解釋溜冰的低摩擦力
這個說法早在 1861 年 Lord Kelvin 的兄弟 James Thomson 就提出來了
也一直在通俗科學中流傳
但 1992 有位米國人寫了篇翻案文章
(The Physics Teacher,30,495, 台大 ip 可看)
http://scitation.aip.org/dbt/dbt.jsp?KEY=PHTEAH&Volume=30&Issue=8
他實際計算了冰面因壓力而下降的熔點
事實上並不足以形成所謂的"水層"，以降低冰刀跟冰面之間的摩擦力
而且也不能解釋為什麼曲棍球的"球"在冰上滑也這麼沒阻力(接觸面大而輕)
然而科學界神奇的地方就在這裡
更早在 1842 年 Michael Faraday 就提出一個比較被近代科學家認同的機制
(可至八卦版搜尋作者 jfsu 大大)
他認為這是因為就算在遠低於熔點時，固體表面還是會有一層薄薄的液態層
一般稱為 "surface-melting"
當然當時他並不知道原子說，所以不清楚這個所謂的薄層究竟是如何薄法
但是這個現象已經被很多表面科學的人研究過
這邊我就不甚清楚了，或許做材料的板友會比較了解
(然而這個液態層也不是真的液態，他還是保留了一點固態的方向性...)
重點是，雖然每一種化合物固體表面的 surface-melting 厚度不一
但是這個厚度在多數固體都約略比例於 ( T0/(T-T0) )^(1/3)
其中 T0 是 bulk freezing temperature
對於溜冰而言，0~-10度C是較佳的溫度範圍
之前有位板友說把銅塊放在一起會黏住
真實性我不知道
不過此文的參考文獻有 cite 一篇 Contemp. Phys., 30, 89 (1989)
http://0rz.tw/af3JE
裡面提到銅表面的 melting 有方向性
也就是說某個截面的表面容易 melt, 有些較不易
我看了他的 fig 10, 是一張 x-ray 繞射角對熔掉的原子比例的圖
比例的數量級是 個數/cm^2 *e-15
溫度則在 580 K 到 600 K 之間
低於 580 K 幾乎沒有 surface-melting
我想銅塊會在常溫下黏住應該不是因為 surface-melting 就是了
此文後面還有一段講把重物綁在金屬線兩端放在冰塊上
冰塊會被切過而仍是一體的示範實驗
同樣的，壓力不足以讓冰塊熔點上升足夠多
以及金屬線導熱快
有人做過把整個系統放在 0度C 環境下
(見 ref. 3 的 ref., 作者叫 Gilpin)
並且把重物減輕到很輕的情況
線仍然可以切穿冰塊
作者說這再度證明 surface-melting
可我看不懂，歡迎大家討論~
參考文獻：
0. 敝系金老師口述
1. <The Role of Surface Melting in Ice Skating>; J. D. White; Phys. Teac.
Vol. 30; 495 (1992).
2. <Back-of-the-Envelope Physics>; C. Swartz; Johns Hopkins University Press
(2003)
3. <Surface Melting>; J. G. Dash; Contemp. Phys.; Vol. 30, 89, (1989)
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