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神奇的“復(fù)冰現(xiàn)象”究竟是什么原理

來源:科幻網(wǎng) 作者:      2023-01-12

將一段銅線放在冰塊上,并在線的兩邊綁上砝碼,你覺得會出現(xiàn)什么結(jié)果?冰塊被銅線割成了兩半?但有趣的是,銅線竟然劃入了冰塊內(nèi)部,而冰塊的表面竟然沒有一點(diǎn)劃痕。這到底是怎么回事?

 

 

這個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)被稱為“復(fù)冰現(xiàn)象”。當(dāng)一塊冰的某一個(gè)表面受壓,壓力令熔點(diǎn)降低,使得冰溶化成水。壓力一旦消失,熔點(diǎn)提高回原來的水平,水又會凝結(jié)成冰。

1859年,英國物理學(xué)家法拉第第一次發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象,復(fù)冰現(xiàn)象的出現(xiàn),和冰的晶體結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。冰塊中的晶體分子在排列方式上更加密集。當(dāng)冰塊感受到壓力時(shí),晶體分子的排列方式會發(fā)生改變,從有序變成無序,且間隙開始變小。隨著壓力增加,冰的熔點(diǎn)降低,所以銅線才會劃入冰塊內(nèi)部,而銅線劃過之后,冰塊不再受到壓力,熔點(diǎn)回到正常。因?yàn)殂~線很細(xì),化掉的冰會在很短的時(shí)間里凝結(jié)。

這種現(xiàn)象看起來很神奇,但其實(shí)在生活中很常見。比如下雪時(shí)用手拿起一堆雪,在上面施加壓力,使得雪熔化,松手后水又再凝結(jié),就變成了雪球;在冰場滑冰時(shí),冰刀劃過冰面,冰刀鞋下的冰就化成了水,在冰刀離開冰面的一瞬間,化成水的冰面可以迅速復(fù)冰,所以冰面仍然是光滑完整的,并不會被劃出凹槽。

不過,冰的劃痕修復(fù)還與具體的溫度和當(dāng)時(shí)的空氣的濕度有關(guān)。當(dāng)溫度相對來說比較高的時(shí)候,劃痕的修復(fù)速度就比較快;當(dāng)溫度特別低的時(shí)候,劃痕消失得就比較慢。較深的劃痕則需要很長的時(shí)間,當(dāng)周圍冰面重新處于一種半熔融狀態(tài)的時(shí)候,由于重力作用,劃痕慢慢也能消失。

【責(zé)任編輯:自然】

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