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神奇的“复冰现象”是什么原理

科学 | admin发表于2023年01月06日 | 1455个浏览

神奇的“复冰现象”是什么原理

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。

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