切冰實驗

切冰實驗以簡單例子講述摩擦生熱能給人帶來的好處。

切冰實驗
找一根細鐵絲和一塊冰。把冰架起來，用兩手拉著鐵絲在冰上象拉鋸似地來回鋸，看！鐵絲從冰塊的一端切進去，又從另一端脫出來。
鐵絲沒有齒，為什麼能切進冰塊呢？原來，鐵絲和凍的摩擦在這裡起著重要的作用。摩擦產生的熱量，使冰塊在被切割的地方融化成水，因而鐵絲能在冰塊中緩慢地移動。
摩擦生熱在人類的歷史上立過大功。五十萬年前的北京猿人已經學會了用火。那時的火是從森林中取來的。雷電擊中了森林中的乾枯樹木，引起大火。但是這種機會不是常有的，原始人為了保存火種，只好派人守著火堆，不斷地往火堆里添木柴。後來，經過許多人的研究，才發明了鑽木取火和敲石取火的方法。
人類創造了取火的方法，進入了一個新的時代。就是在現代，火柴頭也要靠摩擦生了熱才能引燃，打火機也是靠火石摩擦後打出火星才能引燃，我們還使用著鑽木取火的原理。
利用摩擦生熱的原理不僅能切開冰塊，它還可以切開各種堅硬的東西。摩擦產生的高溫，能使被摩擦的部分熔化或者變軟，直至切斷。這個道理在工程和軍事上都有用呢！
有的工廠里安裝著一種切割鋼材的無齒圓鋸片，這種圓鋸片不僅沒有齒，而且是用比較柔軟的鋼片製造的，它的下邊有個水槽（有時還可以在鋸片的一側安上一個噴水管，自動向鋸片噴水）。切割鋼材的時候，鋸片以很高的速度旋轉，一塊44厘米長、8毫米厚的扁鐵，只要兩分鐘就被鋸開了。
你也許會問，鋸片和工件劇烈摩擦，鋸片也會因為受熱而變軟，這怎么辦呢？有辦法！用水來冷卻鋸片流動的水隨時把鋸片上的熱帶走，使鋸片的溫度不會太高，因而不會變軟。而鋼材卻沒有冷卻條件，所以沒有齒的鋸就能“削鐵如泥”了。
工件不動，鋸片旋轉，這是無齒鋸的一個重要特點。在鋸片和工作發生摩擦的時候，除了發熱以外，兩者接觸的部分照理還應該發生折斷或扭曲，產生磨損，但是實際上鋸片磨損得很慢，這是因為，鋸片是旋轉著的，它和工件的接觸點分散在整個圓周上邊，而工作和鋸片的接觸點則是固定的，因此工作磨損的機會就比鋸片多得多。同時還因為，鋸片是比較柔軟的鋼片，不容易折斷，扭曲變形以後還能恢復原狀。而工件一般是硬而脆的，容易被磨損。這就是鋸片能夠“以柔克剛”的秘密。
利用摩擦不但能鋸斷金屬，而且還可以焊接金屬。銅和鋁的焊接曾經是個難題，人們就是利用摩擦生熱的原理來解決的：讓電機帶動銅件快速旋轉，再讓不旋轉的鋁件在強大的壓力下頂住旋轉的銅件，銅鋁的摩擦面便產生高溫，在高溫下兩種金屬的接觸面都變軟了，金屬分子互相滲透，重新結合起來，等到冷卻以後，這兩種金屬就會變成難解難分的整體。摩擦生熱在這個過程中起著主要作用。
摩擦生熱能給人帶來好處，但它在很多場合也會給人類帶來麻煩。例如摩擦會使機器發熱，白白消耗動力，還會使機件磨損、變形。在這種情況下，人們就要克服那些有害摩擦力並且想辦法散熱了。