janvier 31, 2021

patinage sur glace, une activité scientifiquement inexplicable

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des milliers d’hiver et des milliers de personnes gèrent les pistes de glace, des étrangers à répéter l’un des mystères les plus étranges de la chimie. Et c’est qu’aujourd’hui, nous ne savons pas précisément comment cela fonctionne sur le patinage sur glace d’un point de vue microscopique. Le patinage de glace est pas exactement une activité récente. En Suisse, des restes de patins ont été trouvés avec une antiquité de plus de 3 mille ans, qui a laissé nos ancêtres à se déplacer dans les lacs gelés tout au long de l’hiver pour capturer. Cette activité pragmatique a évolué dans une discipline artistique depuis le XVIIIe siècle, moment où l’aristocratie néerlandaise a commencé à concevoir des zapettes et des chiffres pour faire un destin de ballet de glace. Cette évolution s’est terminée avec l’introduction du dérapage Séquences artistiques en tant que sport aux Jeux olympiques d’hiver en 1924.

Glace Paradox

Au cours des 2 derniers siècles, plusieurs scientifiques ont étudié le patinage d’un point de vue scientifique, traçage des hypothèses sur la façon dont Les patineurs peuvent glisser sur la glace à une telle vitesse. Et ce n’est pas un travail facile. L’inconvénient primordial est que, malgré quelle intuition nous dicte, la glace n’est pas évanouie. Si nous prenons un cube de glace du congélateur de la maison, nous remarquerons que la glace peut être attrapée simplement et a une surface rugueuse. En plus de cela, si nous regardons la surface de la glace avec un microscope, nous verrions que ce ne serait pas plat, mais dans le processus de congélation, de petits cristaux sont formés que, comme des trempes, encore plus que la glace est glissante. Passé un Peu de moments, la glace commence à fusionner entre nos doigts et devient insaisissable. Le coupable n’est pas de la glace, mais plutôt la fine couche d’eau liquide qui se forme autour de la même manière qu’il fonde. Cette eau liquide est capable de lubrifier l’espace entre nos doigts et la glace, favorisant le glissement. En 1859, le scientifique Michael Faraday a rendu compte de ce fait, déclarant que les patineurs pouvaient glisser grâce à la fine couche d’eau formée entre la glace et le dérapage. Mais bien que la présence de cette couche d’eau existe, comme cela puisse examiner une glace Rink, la conclusion de Faraday est soumise à discuter dans la communauté scientifique. Essentiellement, il y a 2 problèmes: nous ne sommes pas claires pourquoi cette couche d’eau est formée et nous ne comprenons pas pourquoi cette eau est capable de glisser un patineur. Le premier inconvénient est où provient cette couche d’eau. Dans les pentes de glace artificielles que nous pouvons localiser dans un centre commercial, la température extérieure est supérieure à zéro degrés centigrades et le processus de fusion de la glace peut être lié au cube que nous avons attrapé. Mais les pistes de glace du siècle dernier n’étaient pas artificielles, mais plutôt des lacs de glace à des températures négatives. Dans ces conditions, la glace sous les patineurs ne devrait pas fusionner, car la température de l’air de son environnement continue de favoriser que la glace se poursuivra surgelée, comme si le cube n’avait jamais quitté le congélateur. Faraday réalisa ce paradoxe et soulevé comme une explication le moins du point de fusion de la glace sous la pression du patineur. Nous savons tous que la glace fond à zéro degrés Celsius, mais cette valeur peut se déplacer en fonction de la pression à laquelle elle est soumise. Si la glace subit des pressions élevées, il peut continuer de liquide à des températures mineures de zéro et produire la couche d’eau liquide. MAS donne la même chose que le nombre de fois que les comptes sont faits: la pression qu’un patineur de glace est trop petit pour déplacer de manière significative le point de fusion de la glace. Une autre explication possible est basée sur la chaleur générée par le frottement du patin de glace, semblable à la chaleur que nous ressentons si nous nous frotons les mains de la vitesse. Cette petite contribution thermique serait suffisante pour pouvoir fondre la glace et expliquerait pourquoi les patineurs gagnent plus de vitesse à mesure qu’ils patinent plus de temps, car la lame se réchauffe plus, favorisant l’apparition du film d’eau. Cette explication est la plus soutenue aujourd’hui par des physiciens, mais on sait qu’il est incomplet, car il ne serait pas possible de patiner à des températures inférieures à 20 ° C pour le fait que cela contrecarre l’effet de la contribution thermique … et Néanmoins, cela peut. Par conséquent, le mystère de l’origine de la couche d’eau continue active. Plus heureusement, des recherches récentes ont fourni des réponses au deuxième mystère: pourquoi cette couche d’eau goutte le patineur.

La couche d’eau étrange

Dans ce cas, le désagrément est que l’eau ne serait pas un bon lubrifiant. Les substances que nous avons utilisées comme étant excessif ont quelque chose en commun: ils sont visqueux. Nous pouvons méditer sur la graisse grasse ou dans l’huile d’olive. La viscosité est une propriété qui reflète la capacité d’interaction entre les molécules dans le même liquide. S’il s’agit de viscosa, les molécules continuent plus ensemble et le liquide se déplace et verse plus lentement. Pour un lubrifiant, une viscosité élevée est indispensable pour continuer parmi les 2 objets qui doivent glisser. Si la viscosité est très courte, les molécules s’éloigneront du frottement et les 2 objets entreront en contact. En ce sens, l’eau n’a pas de viscosité élevée pour être un bon lubrifiant. Nous ne pouvons pas patiner sur une rue subtilieuse humide ni que nous ne pouvons pas glisser de simplicité sur le sol de notre maison lorsqu’il est fraîchement nettoyé. Dans ces cas, la fine couche d’eau s’échappe des deux côtés de nos pieds, évitant que nous glissons de manière ostly lorsque la couche d’eau est singulièrement grande. Pour expliquer la raison pour laquelle l’eau se passe bien comme un lubrifiant, une équipe de scientifiques français a décidé d’étudier directement Les propriétés de la couche d’eau qui se forment sous les patins. Pour ce faire, ils relient une touche sur une petite boule métallique de quelques millimètres de diamètre. Cette balle entre en contact avec une surface de glace, formant un sort de skate miniature. En vibrant le manchette, le patin glisse à travers la glace une distance suffisamment faible pour ne pas générer de chaleur, plus grande suffisamment grande pour former une couche d’eau entre la glace et le patin, dont ils pouvaient connaître leurs propriétés mécaniques en enregistrant les mouvements de la touche et Skateboard. Les résultats ont montré quelque chose de surprenant et que les propriétés de la couche d’eau ne coïncident pas avec de l’eau liquide ou avec de la glace, mais formaient un état intermédiaire, mélange des deux. L’eau dans cet état a une viscosité plus grande que l’eau liquide plus un frottement de cuir que la glace, qui sont exactement les conditions idéales pour un bon lubrifiant qui permet de glisser le patineur sur la glace. Les doutes ressemblent à ce qui se multiplient au lieu de réduire. Comment se forme cet état intermédiaire? C’est l’objectif actuel de cette équipe. La seule chose qui semble clair est qu’il doit s’agir d’un processus lié à la structure des molécules d’eau elle-même, car lors du test du patin avec d’autres composés chimiques congelés, cette couche moyenne ne forme pas, confirmant que nous ne pouvons que patiner sur certains composés chimiques. . Si nous parvenons à comprendre ce processus, nous ne résoudrons pas seulement un mystère de siècles d’antiquité, mais nous pourrons profiter de cette couche moyenne dans la fabrication de lubrifiants mécaniques moins chers, qui fonctionnent à basse température et à forte frottement. Bien que, nous ne pouvons continuer que du patinage, ignorant du mystère qui se trouve sous nos pieds.

que vous ne le collez pas:

Nous savons que le long du patinage de glace est généré une amende Couche d’eau entre la piste et le skate. Dans certains cas, nous avons une explication à l’origine de cette couche (fusion de la glace dans l’environnement des températures), mais dans d’autres cas, nous ne savons pas bien pourquoi cela se produit.

Références (MLA):

Bonn, Daniel. « La physique du patinage de glace. » Nature, déc. 2019EFORMENTI, Federico et Alberto, ainsi que. Minenetti. « Les premiers humains voyageant sur la glace: une stratégie d’économie d’énergie? » Journal biologique de la société linnéenne, vol. 93, non. 1, Décembre 2007, pp. 1-7Canale, Luca, et al. « Nanorhéologie de l’eau interfaciale pendant la glissade de glace. » Examen physique X, vol. Neuf, no. Quatre, 2019, pp. 1-9Farady. « XXIV. Sur la réglementation et sur la conservation de la force.  » Le magazine philosophique de Londres, Édimbourg et Dublin et Journal of Science, vol. 17, non. 113, notifie britannique limitée, mars 1859, pp. 162-69
Source: Lafoo.es

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