หน้าแรก ตรวจหวย เว็บบอร์ด ควิซ แชร์ลิ้ง Page อัลบั้ม คำคม Glitter เกมถอดรหัสภาพ คำนวณ การเงิน ราคาทองคำ กินอะไรดี
ข้อตกลงการใช้บริการนโยบายความเป็นส่วนตัวนโยบายเนื้อหานโยบายการสร้างรายได้About Usติดต่อเว็บไซต์แจ้งเนื้อหาไม่เหมาะสม

แรงกดจากใบมีดสเกตอธิบายความลื่นของน้ำแข็งได้แค่ไหน

เขียนโดย คิดไปเรื่อย

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

ใบมีดสเกตที่แคบกดลงบนลานน้ำแข็ง แล้วคนเล่นก็ไถลไปข้างหน้าได้แทบไม่มีสะดุด ภาพนี้ทำให้เกิดคำอธิบายที่เล่าต่อกันมานานว่า แรงกดสูงจากใบมีดทำให้น้ำแข็งละลายเป็นน้ำบาง ๆ จึงช่วยหล่อลื่นการไถล

แนวคิดนี้มีส่วนจริงในบางสภาพ แต่ไม่พอจะอธิบายทั้งหมด น้ำแข็งยังลื่นได้ในอุณหภูมิที่แรงกดจากนักสเกตลดจุดหลอมเหลวลงได้ไม่มากพอ และการทดลองหลายชุดพบว่าความเสียดทานเปลี่ยนตามอุณหภูมิของผิวน้ำแข็งเด่นชัดกว่าการเปลี่ยนแรงกดเพียงอย่างเดียว

ผิวน้ำแข็งไม่แข็งเหมือนด้านใน

คำอธิบายที่ได้รับแรงสนับสนุนมากขึ้นอยู่ที่โมเลกุลชั้นนอกสุดของผลึกน้ำแข็ง โมเลกุลในเนื้อผลึกถูกเพื่อนบ้านล้อมไว้และยึดกันเป็นระเบียบ ส่วนโมเลกุลตรงผิวมีพันธะไฮโดรเจนให้ยึดเกาะน้อยกว่า จึงเคลื่อนตัวและสลับตำแหน่งได้ง่ายกว่า นักวิจัยเรียกบริเวณที่ไม่เป็นระเบียบนี้ว่า ชั้นกึ่งของเหลว หรือ quasi-liquid layer

ชั้นนี้ไม่ใช่แอ่งน้ำที่เคลือบอยู่บนก้อนน้ำแข็ง และไม่ควรนึกว่าเป็นของเหลวถาวรที่มีความหนาเท่ากันทุกอุณหภูมิ มันเป็นชั้นโมเลกุลบางมากที่มีสมบัติอยู่ระหว่างผลึกกับน้ำเหลว ความหนาและการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ สภาพผิว และไอน้ำรอบตัว

งานวัดแรงเสียดทานของเหล็กบนผิวน้ำแข็งในปี 2018 พบว่า เมื่ออุณหภูมิต่ำลงถึงราว −100 องศาเซลเซียส แรงต้านการไถลสูงขึ้นมาก ขณะที่ใกล้จุดหลอมเหลว โมเลกุลผิวหน้ามีการเคลื่อนที่สูงขึ้นและแรงเสียดทานลดลง ผลนี้ชี้ว่าความคล่องตัวของโมเลกุลชั้นผิวเป็นตัวแปรสำคัญของความลื่น

แรงกดยังมีบทบาท แต่ไม่ใช่พระเอกคนเดียว

ตอนใบมีดกำลังเคลื่อนที่ แรงเสียดทานอาจสร้างความร้อนเฉพาะจุดจนเกิดน้ำละลายเพิ่มขึ้นได้ ใบมีดยังอาจกดจนผิวเสียรูปหรือขูดเอาเศษน้ำแข็งออกมาได้ด้วย ใกล้ 0 องศาเซลเซียส แรงกดและความร้อนจึงมีผลต่อการเล่นสเกตมากขึ้น แต่การโยนทุกอย่างให้แรงกดอย่างเดียวขัดกับทั้งการเล่นสเกตในอุณหภูมิต่ำและผลการทดลองสมัยใหม่

ภาพที่ตรงกว่าเป็นแบบนี้: ผิวน้ำแข็งมีโมเลกุลที่ยึดกันหลวมและขยับตัวได้อยู่ก่อนแล้ว การเคลื่อนของใบมีดเข้ามาเพิ่มความร้อน แรงกด การเสียรูป และน้ำที่เกิดตรงจุดสัมผัส ปัจจัยเหล่านี้ทำงานพร้อมกัน ไม่ได้มีสวิตช์หนึ่งตัวที่ทำให้น้ำแข็งลื่นทันที

นี่จึงเป็นเหตุที่ลานสเกตต้องควบคุมอุณหภูมิและดูแลผิวลานอย่างละเอียด น้ำแข็งที่อุ่นเกินไปอาจนิ่มและหนืดขึ้น ส่วนน้ำแข็งที่เย็นจัดก็มีแรงเสียดทานสูงกว่า ความลื่นของน้ำแข็งไม่ได้มาจากการละลายเพราะน้ำหนักคนเพียงอย่างเดียว แต่มาจากธรรมชาติพิเศษของโมเลกุลบนผิวผลึก ร่วมกับสิ่งที่เกิดขึ้นขณะใบมีดเคลื่อนผ่านมัน

⚠ แจ้งเนื้อหาไม่เหมาะสม 
คิดไปเรื่อย's profile
มีผู้เข้าชมแล้ว 57 ครั้ง
เขียนโดย คิดไปเรื่อย
เป็นกำลังใจให้เจ้าของกระทู้โดยการ VOTE และ SHARE
Hot Topic ที่น่าสนใจอื่นๆ
รู้จัก 5 สถาบันในไทยที่เปิดสอนวิศวกรรมศาสตร์ พร้อมจุดเด่นแต่ละแห่งปฐมเทศนาเริ่มจากทางสายกลาง ก่อนแจกแจงอริยสัจ 4 อย่างไร?“มังกรเมรัย” ประจำวันที่ 1 พฤศจิกายน 2569 ... “เลขนี้ท่านได้แต่ใดมา”เปิด 8 วรรณกรรมไทยที่เดินทางข้ามภาษา สู่ชั้นหนังสือในยุโรปเปิดรายชื่อ 8 มหาเศรษฐีระดับโลก ที่เลือกเมืองไทยเป็นจุดหมายพักผ่อนสุดหรูเลขเด็ดพลังเต่าหับ งวด 1 พฤศจิกายน 2569 เปิดเลขวงกลมเด่น พร้อมแนวทางเลขสองตัวที่น่าจับตาเปิด 5 โรงเรียนนานาชาติระดับมัธยมที่แพงที่สุดในไทย ค่าเทอมทะลุล้าน จ่ายจริงปีละเท่าไร?ย้อนรอย 5 ภาพยนตร์ฮอลลีวูดชื่อดัง ที่แอบมาเนรมิตประเทศไทยให้กลายเป็นประเทศอื่นจังหวัดที่มีอำเภอติดทะเล เพียงอำเภอเดียว ภูมิศาสตร์ไทยที่หลายคนไม่รู้ทำไมคนอินเดียบางพื้นที่จึงใช้มือกินอาหารแทนช้อนส้อม ?เปิดแนวทางเลข วันที่ 1 พฤศจิกายน 2569..จอมขมังเวทย์เปิดประวัติ 5 คนไทยผู้เคยดำรงตำแหน่งสำคัญบนเวที UN จากประธานสมัชชาโลกถึงผู้เชี่ยวชาญสิทธิมนุษยชน
กระทู้อื่นๆในบอร์ด สาระ เกร็ดน่ารู้
อุบาลีช่างตัดผมย้อนกลับมา แล้วเจ้าศากยะขอให้บวชก่อนพระกระยาหารมื้อสุดท้ายก่อนปรินิพพานเป็นเนื้อหมูจริงไหม?เสียงตำหนิหน้าฝนที่กลายเป็นกติกาเข้าพรรษาทำไมพระพุทธเจ้าจึงให้กีสาโคตมีหาเมล็ดผักกาดจากบ้านที่ไม่มีคนตาย?
ตั้งกระทู้ใหม่