趣味物理实验(原名《趣味物理思考题》)
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15.切冰块的完美方法

众所周知,几块冰在压力作用下会冻结在一起,但这并不意味着,几块冰在受到压力作用的时候会冻得更厉害,而刚好相反,在强压的作用下,冰是可以融化的,假如将融化的冰水的压力解除,水又会重新结成冰。因为水结成冰的一个条件就是水温低于0℃。如果我们挤压几块冰时,此时冰块相互接触的部位就会受到强烈的压力,从而使冰块融化,在零摄氏度以下就变成了水。而此时水会流向接触部位之间的小缝隙里,由于水在缝隙里不会受到那么大的压力,此时水就会马上结冰,这时我们就会看到几块冰变成了一整块。

正如先前我们所说的,我们需要用实验来证明。我们需要准备一条长条冰砖,把冰砖的两端架在两个板凳之间,你还可以尝试用别的什么方式把它架起来。然后,用纤细的钢丝(长80厘米、直径0.5厘米)横搭在冰砖上,然后你将两个熨斗或是质量为10千克的重物系在钢丝的两端(图45)。因为是被重物拉着的,冰砖会被钢丝切入,然后钢丝缓慢地切过整块冰砖。通过观察我们发现,冰砖并没有断裂下落。事实上,冰砖上没有任何受到切割的痕迹。

图45

在钢丝的压迫下,冰融化了,但冰融化后的水会来到钢丝的上面,并且钢丝将不再对它产生压迫,说得更明白一些,当下面的冰层被钢丝切割时,上层的冰又开始结冰了。

当你做实验的时候,你会发现在自然界当中,冰是唯一可以用来做这个实验的物质。正是因为这个原因,在寒冷的冬天,人们可以在冰面上滑雪橇或者滑冰。滑冰者把自身的全部重量都压在了冰鞋上,在这样的压力的压迫下,冰开始融化(前提是冰冻不是很厉害),便于让冰鞋在上面滑动。冰鞋滑到另外一个位置,那么那里的冰也会出现融化现象。事实上,无论滑冰者的脚滑到哪里,他都会把冰鞋下面那层薄冰变成水,而水解除压力后,又会重新结成冰。所以,无论冬天里的冰有多干燥,只要它在冰鞋下,就会融成水,我们感觉冰很滑就是因为这个原因。