Apa yang Menyebabkan Licinnya Es?

Selama cuaca dingin, ketika es dan salju menutupi berbagai permukaan, mereka menjadi licin. Ini menjadi masalah bagi pengemudi, karena membuat mengemudi menjadi berbahaya. Namun, bagi mereka yang menikmati bermain seluncur, keadaan licinnya es adalah fitur yang diinginkan. Saat bermain seluncur di bukit, lebih baik salju padat dan berubah menjadi es yang licin sebisa mungkin.

Walaupun diterima secara luas bahwa es adalah licin, pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa? Bagaimanapun juga, es adalah benda padat, bukan? Bisakah Anda menyebutkan benda padat lain yang juga licin?

Bayangkan seorang pemain hoki sejenak. Dapatkah Anda membayangkan mencoba bermain seluncur di atas trotoar beton atau lantai kayu? Permukaan-permukaan ini juga benda padat, jadi mengapa mereka tidak licin?

Para ilmuwan telah melakukan penelitian yang ekstensif untuk menjelaskan licinnya es, tetapi alasan yang pasti masih belum jelas. Namun, mereka telah menemukan bahwa ada lapisan air cair yang sangat tipis di permukaan terluar es, bahkan saat suhu sangat dingin. Selama waktu yang lama, para ilmuwan percaya bahwa lapisan air cair yang tipis ini terbentuk karena tekanan yang diberikan pada es.

Air memiliki sifat unik: bentuk padatnya (es) lebih sedikit padat daripada bentuk cairnya. Inilah alasan mengapa es batu mengapung di air. Kerapatan yang lebih rendah dari es memungkinkan suhu lelehnya turun di bawah tekanan.

Misalnya, ketika sepatu seluncur meluncur di atas es, para ilmuwan sebelumnya berpikir bahwa tekanan yang diberikan oleh sepatu akan menurunkan titik leleh es. Akibatnya, lapisan terluar akan meleleh, memungkinkan sepatu untuk meluncur di atas lembaran air tipis yang akan membeku kembali dengan cepat setelah sepatu melewatinya.

Namun, ilmuwan kemudian menemukan bahwa tekanan yang diberikan oleh sepatu atau sepatu berdiri di atas es tidak cukup untuk menyebabkan perubahan ini. Oleh karena itu, mereka harus mencari penjelasan alternatif. Dalam beberapa tahun terakhir, dua teori lain telah diajukan untuk menjelaskan keberadaan lapisan air cair tipis pada es.

Salah satu teori mengusulkan bahwa gesekan bertanggung jawab atas pembentukan lapisan cair pada es. Gesekan adalah gaya yang menghasilkan panas ketika dua objek meluncur melawan satu sama lain. Jika Anda menggosokkan tangan Anda bersama-sama, Anda dapat merasakan mereka menghangat karena gesekan. Ketika sepatu seluncur bergerak di permukaan es, gesekan antara sepatu dan es menghasilkan panas yang melelehkan lapisan terluar es.

Namun, es tetap licin bahkan saat diam. Dalam kasus ini, tidak ada gesekan yang menghasilkan panas, namun es tetap licin. Oleh karena itu, harus ada faktor lain yang berperan.

Teori lain mengusulkan bahwa es secara inheren licin karena lapisan terluar tidak pernah membeku. Menurut teori ini, molekul air di permukaan es bergerak lebih bebas karena mereka berada di pinggir dan tidak ada molekul di atas mereka yang menahan mereka. Akibatnya, lapisan terluar tetap dalam keadaan cair bahkan pada suhu jauh di bawah titik beku.

Para saintis belum mencapai kata sepakat mengenai teori mana yang benar. Namun, boleh dikatakan bahawa kedua-dua teori menyumbang kepada keserakanan ais.

Untuk meneroka topik ini dengan lebih lanjut, anda boleh terlibat dalam aktiviti-aktiviti berikut:

1. Pergi bermain ice skating dengan rakan atau ahli keluarga untuk mengamati keserakanan ais secara dekat. Jika tidak mungkin untuk bermain ice skating di luar, pertimbangkan untuk mengunjungi gelanggang ice skating dalam.

2. Lakukan eksperimen mudah dengan ketulan ais. Pegang ketulan ais dengan sepasang penjepit dan elakkan jari-jari anda melintasi permukaannya. Perhatikan perasaan licin dan kehadiran lapisan cecair. Kemudian, gesekkan tangan anda bersama-sama untuk menghasilkan haba melalui geseran. Pegang ketulan ais lagi dan amati lapisan luar yang cair disebabkan haba dari tangan anda. Eksperimen ini menggambarkan sifat-sifat ais dan daya semula jadi yang dibincangkan dalam Keajaiban hari ini.

3. Pertimbangkan situasi lain di mana air meningkatkan keserakanan. Sebagai contoh, fikirkan tentang meluncur di air terjun. Cuba meluncur di air terjun yang kering tidak menyeronokkan, kerana air yang mengalir adalah yang menjadikannya licin dan menyeronokkan. Anda boleh melakukan eksperimen mudah dengan mengelap tangan anda di atas dapur yang kering untuk merasakan geseran, kemudian menaburkan air di atas permukaan untuk mengamati peningkatan keserakan.

Secara keseluruhannya, aktiviti-aktiviti ini akan membantu anda memahami dengan lebih baik mengapa ais licin dan peranan air dalam fenomena ini.

1. Mengapa ais licin?

Ais licin disebabkan oleh lapisan air cecair yang nipis yang terbentuk di permukaannya. Apabila tekanan dikenakan ke atas ais, ia sedikit melebur, mencipta lapisan air nipis. Lapisan ini berfungsi sebagai pelembut, mengurangkan geseran antara ais dan apa-apa objek atau permukaan yang bersentuhan dengannya. Molekul dalam lapisan air ini tidak terkemas rapat seperti dalam ais pepejal, membolehkan objek meluncur dengan lebih mudah. Selain itu, permukaan licin ais juga menyumbang kepada sifat licinnya.

2. Bagaimana lapisan air cecair nipis terbentuk di atas ais?

Lapisan air cecair nipis di atas ais terbentuk melalui proses yang dipanggil lebur permukaan. Apabila objek atau permukaan bersentuhan dengan ais, tekanan yang dikenakan menyebabkan suhu ais meningkat sedikit. Peningkatan suhu ini meleburkan lapisan ais yang paling luar, mencipta filem nipis air cecair. Tekanan objek yang meluncur atau berjalan di atas ais turut menyumbang kepada pembentukan lapisan cecair ini, menjadikan ais lebih licin.

3. Adakah kelicinan ais berbeza dengan suhu?

Ya, kelicinan ais berbeza dengan suhu. Pada suhu berdekatan titik beku, lapisan air cecair nipis di permukaan ais lebih ketara, menjadikan ais sangat licin. Walau bagaimanapun, pada suhu yang sangat rendah, seperti di bawah -40 darjah Celsius (-40 darjah Fahrenheit), lapisan air cecair menjadi lebih nipis atau mungkin tidak terbentuk sama sekali, menghasilkan ais yang kurang licin. Oleh itu, permukaan ais dalam keadaan cuaca yang sangat sejuk seringkali kurang licin berbanding dengan yang berdekatan titik beku.

4. Bolehkah apa-apa dilakukan untuk mengurangkan kelicinan ais?

Terdapat langkah-langkah yang boleh diambil untuk mengurangkan kelicinan ais. Satu kaedah yang biasa adalah menyebarkan bahan seperti pasir, garam, atau kerikil di permukaan bersejuk. Bahan-bahan ini memberikan cengkaman dengan mencipta geseran antara permukaan dan objek, menjadikannya kurang licin untuk berjalan atau memandu. Pilihan lain adalah menggunakan cleat ais atau alat-traksi pada kasut, yang mempunyai duri atau pegangan yang meningkatkan cengkaman pada permukaan bersejuk. Selain itu, membersihkan salji dari laluan pejalan kaki dan menggunakan agen anti-icing juga boleh membantu mengurangkan kelicinan ais.

5. Adakah semua jenis ais sama licin?

Tidak, tidak semua jenis ais sama licin. Kelicinan ais bergantung kepada pelbagai faktor, seperti suhu, kehadiran kotoran, dan teksturnya. Contohnya, ais yang mempunyai tekstur kasar, seperti salji beku atau ais dengan ruang udara, dapat memberikan lebih banyak cengkaman dan kurang licin berbanding ais yang licin. Selain itu, ais yang mengandungi kotoran atau telah dirawat dengan agen anti-icing juga boleh mempunyai sifat-sifat kelicinan yang berbeza.

6. Bolehkah ais menjadi sepenuhnya tidak berautan?

Tidak, ais tidak boleh menjadi sepenuhnya tidak berautan. Walaupun lapisan air cecair nipis pada ais mengurangkan geseran, terdapat masih tahap geseran yang hadir. Kelicinan ais adalah relatif terhadap permukaan dan objek lain. Berbanding dengan kebanyakan permukaan pepejal, ais jauh lebih licin kerana kehadiran lapisan cecair. Namun, dari segi permukaan yang sepenuhnya bebas geseran, seperti logam yang terpolitur dengan sempurna, ais masih mempunyai sedikit geseran. Geseran ini membolehkan objek melekat dan meluncur di atas ais, walaupun dengan rintangan yang kurang berbanding dengan permukaan lain.

Tinggalkan Balasan

Alamat e-mel anda tidak akan disiarkan. Medan diperlukan ditanda dengan *