Článok vyšiel pôvodne v časopise Quark.
Ak položíte otázku Prečo je ľad klzký?, mnohí z oslovených budú zaskočení. Je to dosť častá reakcia na otázky týkajúce sa samozrejmých vecí. Pripojte k nej ďalšiu Prečo sa nemožno kĺzať na asfaltovom chodníku? a prvá otázka začína mať zmysel.
Prvé, čo by nám mohlo napadnúť, je, že klzkosť ľadu môže nejako súvisieť s vodou.
Vieme, že najlepším spôsobom ako výrazne znížiť trenie medzi dvoma telesami je vytvoriť medzi nimi tenký kvapalný film. Ten znižuje trenie tak, že zabraňuje bezprostrednému kontaktu nerovností ich povrchov.
Je na vine voda?
Možno si tiež spomenieme, že najnebezpečnejší ľad pre chodcov je ten, ktorý sa vytvára pri poľadovici. Vtedy ľad vzniká mrznutím dažďa alebo kvapôčok hmly na podchladenej ceste s teplotou výrazne pod 0 stupňov Celzia. Jeho povrch je istý čas pokrytý tenkou vrstvou vody.
Vytvorili zvláštny ľad, ktorý má polovičnú teplotu povrchu Slnka Čítajte Problémom však je, že na ľade pri nízkych teplotách vzduchu vrstvička vody nie je. Jediná možnosť je, že jej vznik je nejako viazaný na bezprostredný kontakt telesa s povrchom ľadu. Tým môže byť napríklad podrážka topánky, hokejový puk alebo nôž korčule.
Jedným z vysvetlení je, že voda vzniká v dôsledku tlaku telesa na povrch ľadu. Tak to v mnohých prípadoch určite môže byť. Otázkou je, v akých.
Odpoveď dáva fázový diagram vody. Pripomeňme, že to je ten obrázok, ktorý ukazuje, pri akých teplotách a tlakoch existujú všetky skupenstvá vody.
Väčšinou sa však naša pozornosť sústreďuje na čiaru prislúchajúcu premene vody na paru. Vďaka nej vieme presne odpovedať na otázku, pri akej teplote zovrie voda na Lomnickom štíte, alebo pri akom tlaku vrie voda pri teplote 20 stupňov Celzia.
Premena ľadu na vodu je však málokedy predmetom záujmu a väčšinou sa oprávnene redukuje na tvrdenie, že jej teplota nula stupňov Celzia od tlaku vôbec nezávisí.
Na diagrame to ukazuje temer kolmá čiara. Je to takmer pravda.
To takmer znamená, že k tejto premene dochádza až pri skutočne veľkých tlakoch, keď sa kolmá priamka tejto premeny začína pomaly zatáčať smerom k osi tlakov, teda doľava.
Ide o také veľké tlaky, o akých si myslíme, že sa s nimi nestretávame – napríklad sto až tisíc násobky atmosférického tlaku. Pri teplotách veľmi blízkych 0 stupňov to však môže byť menej. Pri veľmi vysokých tlakoch sa táto krivka začne otáčať doprava.
Tlak korčúľ
Skôr ako zistíme, či môžeme pri našom bežnom styku s ľadom takéto tlaky dosiahnuť, zastavme sa pri podstate tejto premeny.
Voda ako chemická látka patrí k tým vzácnym výnimkám, pri ktorých zvýšenie tlaku spôsobuje premenu jej pevného skupenstva na kvapalné.
