Vì sao đi giày trượt băng có thể trượt thoải mái trên băng ?

Trượt băng là một môn thể thao được nhiều người yêu thích. Khi thấy vận động viên đi giày có gắn dao trượt ở đế, trượt như bay trên mặt băng, có lẽ bạn sẽ hỏi: mặt thuỷ tinh và mặt băng trơn bóng như nhau, vì sao đi giày trượt băng lại có thể trượt thoải mái trên mặt băng, còn trên mặt thuỷ tinh thì lại không được?

Điều đặc biệt là ở chỗ luôn luôn có một lớp nước ở giữa mặt băng và dao trượt, có tác dụng như dầu bôi trơn, làm giảm nhỏ lực ma sát khi trượt. Vậy vì sao lại có một lớp nước mỏng ở dưới dao trượt nhỉ? Nguyên nhân quan trọng là do tác dụng của áp suất. Vì điểm nóng chảy của băng hạ thấp theo sự tăng lên của áp suất. Con người đi giày trượt băng đứng trên mặt băng, do diện tích tiếp xúc giữa dao trượt và mặt băng rất nhỏ, cho nên sinh ra một áp suất rất lớn đối với mặt băng hạ thấp điểm nóng chảy của băng, điều đó làm cho băng ở dưới dao trượt hoá lỏng thành một lớp nước mỏng.

Nhưng đó chưa phải là toàn bộ nguyên nhân. Nếu trọng lượng cơ thể của một người bằng 600 N, diện tích tiếp xúc giữa dao trượt và mặt băng chỉ là 1/1000 m2, áp suất của dao trượt đối với mặt băng khoảng 6×105 N/m2. Dưới một áp suất như vậy, điểm nóng chảy của băng sẽ giảm bớt khoảng 10°C. Mùa đông ở những xứ lạnh, nhiệt độ không khí thường là dưới âm 30°C. Ở nhiệt độ thấp như vậy, nếu chỉ dựa vào sự tăng lên của áp suất thì không làm sao hoá băng thành nước được. Vậy nguyên nhân nào làm cho băng hoá lỏng? Khi dao trượt trượt trên mặt băng, do ma sát với mặt băng mà sinh ra nhiệt, làm cho nhiệt độ nơi tiếp xúc giữa dao trượt và mặt băng tăng lên sẽ dẫn tới việc một số băng hoá lỏng thành một lớp nước mỏng. Có được lớp nước làm chất bôi trơn, vận động viên đi giày trượt băng vào, có thể thoải mái trượt trên mặt băng.

Từ khoá: Trượt băng; Giày trượt băng; Hoá lỏng; Điểm nóng chảy; Ma