有人问:冬天,滚雪球,刚开始滚时,很不好滚,但滚的越大越容易,这是为什么?为此,专门写过一篇文章《滚雪球的学问》。找不到原稿了,凭记忆整理一下,推荐给大家,顺便也算是对今天问题的回答。
滚雪球,将雪花粘合在一起靠的是分子间的作用力。分子间的作用力跟分子间的距离有关,分子间的作用力随分子间的距离的增大而很快减小,当分子间的距离大于分子直径的十倍的时候,分子间的作用力几乎就不存在。雪花是固体,相互之间距离比较大,分子间的作用力很小,所以,很难粘合在一起。
当耐心的滚大到一定程度就不同了,先看一个实验:将一块冰两边支撑起来,中间跨过一根金属丝,金属丝两端各挂一个重物。会发现,金属丝慢慢穿过冰块,而冰块又合在一起。实验表明,冰的熔点随压强的增大而降低。进一步的研究表明,压强每增大一个大气压,冰的熔点降低0.0075℃。滑冰时,运动员的滑冰鞋下面带有很窄的冰刀,就是为了对冰面产生很大的压强,使冰面的熔点降低,就使冰刀与冰面接触处的冰熔化,在冰刀与冰面之间形成一层极薄的水膜将二者分离,可极大的减小冰刀受到的摩擦。
再说滚雪球,刚开始滚,气温低于雪的熔点,雪不能熔化,雪花之间距离较大,分子间作用力很小,不能将雪粘合在一起。随着雪球的增大,重力越来越大,雪球与雪地之间的压力越来越大,压强也越来越大,雪的熔点越来越低,当低于气温时,雪就会熔化成水。水分子运动较快,就会在接触处向两侧运动,使两侧的雪和水靠的比较紧密,分子间的作用力就将雪球与雪粘合在一起,当雪球滚过前面的接触处,该处由于压强减小水的凝固点升高,刚刚熔化成的水又重新凝固,使该处分子间作用力更大,结合更紧密。雪球继续向前滚动,每一处都不断重复上述过程,于是,雪地上的雪就不断冻结在冰球上,越滚越大。雪球越大,压强越大,雪的熔点越低,越容易熔化,雪也越容易粘附在雪球上,雪球也就越容易滚大。