復冰現象檢視原始碼討論檢視歷史
復冰現象（英語：Regelation），又稱膠凝，是在壓力下熔化並在壓力降低時重新凍結的現象。實驗通過在一根冰塊上纏繞一根細絲，並附上沉重的重量來證明膠凝。施加在冰上的壓力會使冰緩慢地局部融化，從而使金屬絲穿過整個塊體。壓力釋放後，導線的軌道將重新填充，因此即使導線完全通過，冰塊也將保持固體。
條件
復冰現象的實驗對於在-10°C或更低溫度下的冰來說是可能的，雖然本質上有效，但導線穿過冰的過程細節很複雜。[1] 這種現像對於高導熱率的材料（例如銅）最為有效，因為需要將熔化潛熱從頂側轉移到下側以提供熔化潛熱。
過程
簡而言之，將冰由於施加的壓力轉化為液體，然後在壓力消除後又重新轉化為冰的現象稱為膠凝Regelation，是由Michael Faraday所發現。它僅對具有冰性質的物質（例如冰）發生作用，因為這些物質的熔點會隨著外部壓力的增加而降低。熔點的冰落入由0.0072°施加下的壓力每個附加大氣壓。例如，冰在-4℃下融化需要500個大氣壓[2]。
對於遠遠低於其熔點的普通結晶冰，表面附近的原子會有些鬆弛。對接近其熔點的冰的模擬表明，表層有明顯的熔化，而不是原子位置的對稱弛豫。核磁共振為冰表面上的液體層提供了證據。1998年，AstridDöppenschmidt和Hans-JürgenButt 使用原子力顯微鏡測量了冰上液狀層的厚度，在-1°C時約為32 nm，在-10°C時約為 11 nm。[3]
熔化原因
表面熔化可以解釋以下原因：
- 溜冰者體驗到的冰低摩擦係數。
- 易於壓實冰
- 高冰面附著力
實例
甲冰川能夠發揮在其下表面的壓力足夠量，以降低它的冰的熔點。冰在冰川底部的融化使其可以從較高的高度移動到較低的高度。當空氣溫度高於水的冰點時，液態水可能會從較低高度的冰川底部流出。
誤解
滑冰是膠凝的一個例子。但是，所需的壓力遠大於溜冰者的體重。另外，膠凝並不能說明人們如何在低於零（°C）的溫度下滑冰。雪球的壓實和製造是舊書中的另一個例子。同樣，所需壓力遠大於用手施加的壓力。一個相反的例子是，汽車在行駛時不會融化積雪。
最新進展
具有彈性，疏水性，熱穩定性的超固態皮膚可以覆蓋水和冰。水和冰的表層的特徵在於相同的3450 cm ^ -1的HO拉伸聲子。在冰上既沒有液體形成的情況，也沒有冰層覆蓋水，但是超固態皮膚使冰滑滑並使水皮增韌[4]。
壓縮下氫鍵（O：HO）鬆弛。壓縮可縮短和加強O：H非鍵，同時延長和軟化HO共價鍵，而負壓則相反 [5]
熔點與共價鍵的內聚能成正比。因此，壓縮會降低Tm。
相關文獻
- 黃炎X.張X馬Z Z週W J.周和CQ孫氫鍵弛豫動力學：解決水冰的奧秘。配位化學評論2015. 285：109-165。
- CQ Sun，化學鍵的鬆弛。化學物理中的Springer系列108。108.2014海德堡，807頁.ISBN 978-981-4585-20
視頻
參考資料
- ↑ 通過圓線加壓融化和冰化冰皇家學會會刊A：數學，物理和工程科學
- ↑ 氣象學詞彙：Regelation存檔 2006-02-25在 Wayback Machine，美國氣象學會，2000
- ↑ 用原子力顯微鏡測量冰表面液體狀層的厚度朗繆爾
- ↑ 覆蓋水和冰的普通超滑皮膚（PDF）物理化學/化學物理
- ↑ 孫長青，化學鍵的弛豫施普林格