Замечали, что в оттепель снег под ногами практически не хрустит, а в сильный мороз скрип стоит такой, что слышно даже в наушниках? Почему разница в десять градусов так резко меняет звук. Ответ скрывается в тончайшей пленке на поверхности каждого кристалла.
На поверхности каждой снежинки присутствует тонкий слой, который ведет себя как жидкость. Физики называют его квазижидким слоем: молекулы там расположены беспорядочнее, чем в твердом льду, и двигаются активнее. Слой этот невидим — от единиц до нескольких десятков нанометров, — но именно он решает, будет снег скрипеть или нет.
Появляется этот слой не от тепла вашей ноги и не от давления. Молекулы на поверхности кристалла лишены части соседей и связаны слабее, чем молекулы внутри, — поэтому верхний слой кристалла «тает» раньше. Чем ближе температура к нулю, тем этот слой толще. Чем сильнее мороз — тем он тоньше и плотнее.
Почему в оттепель снег не скрипит
При −1 или −2 °C квазижидкая пленка на кристаллах достаточно толстая, чтобы играть роль смазки. Когда нога давит на снег, кристаллы скользят мимо друг друга, не цепляясь. Звука почти нет: трение слишком мало. По той же причине скользит лед под лезвием конька — не от давления, которого недостаточно, чтобы расплавить лед, а именно из-за этого поверхностного слоя.
К тому же в небольшой мороз снег часто влажный: между кристаллами есть капли воды, еще больше снижающие трение. Наступаешь — снег мягко оседает под ногами, ничего не ломается, ничего не трещит.
Когда кристаллы срастаютсяИсточник: hi-tech.mail.ru