复冰现象 - Wikiwand
For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for 复冰现象.

复冰现象

维基百科,自由的百科全书

此条目需要精通或熟悉物理学的编者参与及协助编辑。 (2019年12月16日)请邀请适合的人士改善本条目。更多的细节与详情请参见讨论页。另见其他需要物理学专家关注的页面。

复冰现象(Regelation)是指固体在受到压力熔化,在压力消失后又重新凝固的现象。有些来源的描述方式是“将细的金属线绑在一块冰上,线上再拉着重物,细线对冰所施加的压力会使冰局部熔化,让细线可以进入熔化的冰中,冰在没有压力后会立刻再凝固,因此细线会卡在冰里。”此实验可以用零下10度(或更低温)的冰进行,在概念上合理,但在细绳穿过冰时的过程细节其实很复杂[1] 此现象在细线材料的热传导良好(例如铜)时格外明显,原因是上方冰块熔化时所要的潜热需要由下方冰块提供。

此现象是由麦可·法拉第所发现。此现象只会发生在凝固时体积会膨胀的物质(例如冰)。因此若外在压力上升,物质的熔点会下降。压力每增加一大气压力,冰的熔点会下降0.0072 °C 。若压力到达500大气压,若要让冰在−4 °C时熔化,所需要的压力要到500大气压[2]。“当冰受的压力增加时,熔点降低”是由詹姆斯·汤姆森提出,其兄弟威廉·汤姆森(开尔文勋爵)实验证明。

复冰的例子

冰川本身的重量会使得其他方表面产生很大的压力,使冰熔化成水。即使在温度在凝固点以下时,冰川仍可以由较高处移动到较低处。

误解

以往的教科书常用滑冰作为复冰现象的例子,不过需要的压力比滑冰者重量可以产生的压力要大很多。[3]

以往的教科书也会用制作雪球作为复冰现象的例子,其实手所施打的压力无法造成复冰现象。另一个反例是汽车在通过地时,不会因为施打压力而将雪熔化。

参考资料

  1. ^ Drake, L. D.; Shreve, R. L. Pressure Melting and Regelation of Ice by Round Wires. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 1973, 332 (1588): 51. Bibcode:1973RSPSA.332...51D. doi:10.1098/rspa.1973.0013. 
  2. ^ Glossary of Meteorology: Regelation 互联网档案馆存档,存档日期2006-02-25., American Meteorological Society, 2000
  3. ^ White, James. The Physics Teacher, 30, 495 (1992).
{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
复冰现象
Listen to this article