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穿上冰刀鞋，我们可以在冰面上自由地滑行，那么冰刀为什么能够在冰面上滑行呢？ 有一种常见的说法认为冰刀之所以能够在冰面上滑行，是因为冰刀因极小的接触面积而产生了较大的压力，所以导致冰面融化产生了水膜，这种说法被称之为“压力溶解说”，但实际上压力溶解说是错误的。现在我们先来思考一个问题，冰到底滑不滑？冰是什么呢？冰就是水的固体形态，反过来水就是冰的液体形态，所谓固态和液态在物理学上都被称之为“物态”，同一物质的不同物态是可以相互转化的，而物态的本质实际上就是分子的热运动。任何物质都是由无数的分子或原子所组成的，而分子或原子的运动速度就决定了物质的物态。
温度的本质即是运动的快慢，物体内部的分子运动速度越快，其表现出来的温度就越高，当温度达到一定的高度，固态物质就会转化为液态物质，由此可知同一物质的内部分子运动，液态比固态更快。 物质内部分子的运动速度越快，分子之间的间距就越大，所占空间也就越大，这就是热胀冷缩的基本原理，所以大多数物质的固态形式密度都要高于液态形式的密度，比如将铁块放在铁水中，它会沉下去。但冰与水是一个例外，我们都知道水在结冰之后，体积非但不会缩小，反而还会增大，这又是为什么呢？
水结冰之后体积之所以会增大，是因为冰是一种由四面体晶体结构所组成的物质，这种四面体的晶体结构是一种敞开式的开放式结构。 水结冰之后，水分子会聚合在一起形成一个巨大的缔合分子，这种缔合分子虽然排列有序，但空间利用率很低，所以冰的密度反而比水更小。举个例子，比如一个小桶里能放100个玻璃球，但如果你把玻璃球以5个为一组粘合起来，这个桶就放不下100个了。我们为什么要解释冰的分子结构呢？因为这样我们就可以看出来，冰与其它的固态物质相比，并没有明显的低摩擦力倾向，事实上冰的摩擦力还要显著大于玻璃，但我们就是感觉冰比玻璃滑多了。
穿上冰刀鞋，无论是在水泥地上、瓷砖上、还是玻璃上，都是无法滑行的，但在冰面上就可以，这到底是为什么呢？ 显然不是因为冰的摩擦力更低，而是因为在冰的表面还有着一层物质，一层“水膜”，就是它起到了润滑的作用。那么这层水膜是如何产生的呢？很长时间以来，科学家们都试图解开这一谜题，而最早出现的解释就是“压力溶解说”了。不同的物质拥有不同的融点，而物质的融点也并非一成不变的，它与压力有着密切的关系，压力越大，融点就越低。冰刀与冰面的接触面积是很小的，而一般人的体重在100-200斤左右，这么高的体重全部施加在这一点点的面积上，所产生的压力是比较大的，于是冰刀下面的冰就融化了，进而产生水膜起到了润滑的作用。
压力溶解说听起来很是合理，但遗憾的是这并不正确。 虽然冰刀与冰面接触的部分压力很大，但在如此短的时间里想要使得冰面融化至少需要350斤的体重，一般人显然是无法达到的。在压力溶解说被否定之后，一种新的说法又被提了出来，那就是冰刀在冰面上滑行的时候会与冰面产生摩擦，而摩擦会产生热量，就是这一点点热量使得冰面融化产生了水膜。这听起来也很有道理，但后来科学家们通过计算发现，这也是错误的。如果这两种说法都是错误的，水膜到底是如何产生的呢？
一种新的想法出现了，也许水膜并不是后来产生的，而是本就存在的。 著名的物理学家法拉第为了验证这种想法，进行了一个实验，就是将两个冰块一起放入冰箱冷冻，过一段时间，两个冰块就冻在了一起，这一实验结果证明冰块的表面一直都有水。现在谜题解开了，冰面之所以滑，就是因为冰面始终有着一层水膜。然而一个新的谜题又出现了，为什么冰面会始终有着一层水膜呢？这才是真正难解的谜题，至今科学家们也未能得出确切的结论。虽然没有确切的结论，但我们也可以从分子结构上作出一些猜想，在冰层的表面，分子结构的束缚力会不会更小？分子的运动速度会不会更快？当然，猜想不能成为结论，最终还是需要实验证据的支持。 |
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