20 августа в Информационном центре по атомной энергии (ИЦАЭ) Ижевска состоялся тематический вечер «Наука всегда кстати». Участники познакомились с устройством атомных ледоколов, узнали, почему лёд называли «белым золотом», разобрались в физике скольжения коньков и понаблюдали за превращением прозрачной жидкости в белый камень.

Мероприятие началось с мастер-класса по аппликации «Секрет ледяного великана». Сотрудники ИЦАЭ рассказали участникам встречи об атомных ледоколах: как они устроены, для чего нужны, сколько их в России и какие типы существуют. Гости узнали, что Россия обладает самым мощным в мире атомным ледокольным флотом. Затем каждый участник смастерил из бумаги свой атомный ледокол и украсил его на свой вкус.

После мастер-класса началось ток-шоу с участием двух экспертов: Рашида Касимова, старшего преподавателя кафедры «Теплоэнергетика» ИжГТУ, и Дмитрия Домова, учителя географии.

Дмитрий Домов познакомил собравшихся с историей изучения льда. Он рассказал, что в XIX веке лёд стал ценным ресурсом – его называли «белым золотом», продавали, перевозили на большие расстояния, использовали для хранения продуктов в ресторанах и частных домах. Особый интерес представлял способ его перевозки: вместо соломы использовали опилки, потому что они создавали теплоизолирующую воздушную прослойку и не впитывали влагу, в отличие от соломы, которая намокала и ускоряла таяние.

После чего о физических свойствах льда собравшимся рассказал Рашид Касимов. Он отметил, что физика скольжения до  сих пор представляет огромный интерес для научного сообщества.

«Долгое время классическим считалось объяснение, предложенное в XIX веке Джеймсом и Уильямом Томсонами: лёд под коньком плавится под давлением, и конёк скользит по тонкой водяной прослойке. Однако расчёты показывают: для плавления льда под коньком требуется давление порядка 300 атмосфер, тогда как реальное давление человека на лёд едва достигает 5–10 атмосфер. Это противоречие заставило физиков искать другие механизмы. Современные исследования указывают на существование квазижидкого слоя – состояния вещества на поверхности льда, промежуточного между кристаллом и жидкостью, которое возникает даже при температурах до –20 °C. Этот слой обеспечивает низкое трение без плавления в классическом смысле, – подчеркнул Рашид Касимов. – Если бы гипотеза о давлении и плавлении была верна, то слон, вставший на лёд на коньках, из-за колоссального давления на малую площадь опоры должен был бы провалиться. Однако этого не происходит».

Кроме того, спикер рассказал об эффекте Мпембы – парадоксе, согласно которому горячая вода может замерзать быстрее холодной. Эксперт пояснил, что единого объяснения этого явления до сих пор нет: учёные до сих пор выдвигают гипотезы о конвекции, испарении и газовом составе.

Завершилась встреча практической частью от Дмитрия Домова. Участники познакомились с так называемым горячим льдом – веществом на основе ацетата натрия. Первоначально раствор прозрачный и действительно горячий (выше 50 °C), но в момент кристаллизации он быстро остывает и превращается в твёрдый белый камень, похожий на лёд.

«Горячий лёд – это некий химический аттракцион. В промышленности он не используется, но зато позволяет наглядно показать процесс экзотермической кристаллизации – когда при переходе из жидкости в твёрдое тело выделяется тепло. Это эффектный способ удивить аудиторию и одновременно объяснить простые законы термодинамики», – отметил эксперт.

Участники не просто слушали – они задавали десятки вопросов, касающихся самых разных явлений. Что заставляет лыжи скользить по снегу, а коньки по льду, если механика этих процессов принципиально разная? Почему поверхностное натяжение удерживает каплю воды в целости, и отчего кожа так чутко реагирует на переход температуры при погружении в воду? А ещё – почему язык в мороз мгновенно примерзает к металлическим предметам? Такая открытая беседа показала: привычные вещи становятся по-настоящему интересными, если взглянуть на них с научной точки зрения.