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神奇的“复冰现象”究竟是什么原理?-全球微速讯

来源: 科普中国 时间: 2023-01-05 16:04:14


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科幻网1月5日讯(金恺祎)将一段铜线放在冰块上,并在线的两边绑上砝码,你觉得会出现什么结果?冰块被铜线割成了两半?但有趣的是,铜线竟然划入了冰块内部,而冰块的表面竟然没有一点划痕。这到底是怎么回事?

这个有趣的实验被称为“复冰现象”。当一块冰的某一个表面受压,压力令熔点降低,使得冰溶化成水。压力一旦消失,熔点提高回原来的水平,水又会凝结成冰。

1859年,英国物理学家法拉第第一次发现了这种现象,复冰现象的出现,和冰的晶体结构有密切的关系。冰块中的晶体分子在排列方式上更加密集。当冰块感受到压力时,晶体分子的排列方式会发生改变,从有序变成无序,且间隙开始变小。随着压力增加,冰的熔点降低,所以铜线才会划入冰块内部,而铜线划过之后,冰块不再受到压力,熔点回到正常。因为铜线很细,化掉的冰会在很短的时间里凝结。

这种现象看起来很神奇,但其实在生活中很常见。比如下雪时用手拿起一堆雪,在上面施加压力,使得雪熔化,松手后水又再凝结,就变成了雪球;在冰场滑冰时,冰刀划过冰面,冰刀鞋下的冰就化成了水,在冰刀离开冰面的一瞬间,化成水的冰面可以迅速复冰,所以冰面仍然是光滑完整的,并不会被划出凹槽。

不过,冰的划痕修复还与具体的温度和当时的空气的湿度有关。当温度相对来说比较高的时候,划痕的修复速度就比较快;当温度特别低的时候,划痕消失得就比较慢。较深的划痕则需要很长的时间,当周围冰面重新处于一种半熔融状态的时候,由于重力作用,划痕慢慢也能消失。

标签: 复冰现象 排列方式 熔点降低