复冰现象

复冰现象是冰在压力下融化，当压力降低时又重新结冰的现象。 这可以通过在一块冰上缠绕一根细线并在其上附加重物来证明。 施加在冰上的压力会慢慢局部融化，让电线穿过整个冰块。 一旦压力释放，电线的轨道就会重新填充，因此即使在电线完全穿过后，冰块也会保持完好无损。 该实验适用于 -10°C 或更低温度的冰，虽然基本上有效，但电线穿过冰的过程细节很复杂。 这种现象对铜等高导热材料最有效，因为需要将顶部的熔化潜热传递到下侧以提供熔化潜热。 简而言之，冰因施加压力而转变为液体，然后在压力移除后重新转变为冰的现象称为再凝胶化。

复冰现象是由迈克尔·法拉第发现的。 它只发生在冰等具有冻结膨胀特性的物质上，因为这些物质的熔点会随着外部压力的增加而降低。 每增加一个大气压，冰的熔点就会下降 0.0072°C。 例如，冰在 -4°C 下融化需要 500 个大气压。

对于远低于其熔点的普通结晶冰，表面附近的原子会有一些松弛。 对接近其熔点的冰的模拟表明，表面层有明显的熔化，而不是原子位置的对称松弛。 核磁共振为冰表面存在液体层提供了证据。 1998 年，Astrid Döppenschmidt 和 Hans-Jürgen Butt 使用原子力显微镜测量到冰上液体状层的厚度在 -1°C 时约为 32 nm，在 -10°C 时约为 11 nm。

表面熔化可以解释以下内容：

• 冰的摩擦系数低，正如溜冰者所体验的那样。
• 易于压实冰
• 冰面附着力强

冰川可以在其下表面施加足够的压力来降低冰的熔点。 冰川底部的冰融化使其能够从较高的海拔移动到较低的海拔。 当空气温度高于水的冰点时，液态水可能会从海拔较低的冰川底部流出。

至少有一篇 1992 年的文章表明，将再凝胶化归因于滑冰是一种略微错误的误解。 在滑冰情况下，将三相点边界上方的水-冰 p-V 梯度的（大）量级与当前温度和压力的量级相匹配的问题同样适用于经典实验室铜实验的情况 用 28 swg 线切割 10 厘米的冰块。 误解不是这些观察结果不是再凝胶化，而是可以（仅）根据三相点以上的 p-V 梯度的大小来解释再凝胶化。 还有更多事情正在发生。 复冰现象是经验性的——它是一种现象，例如，布朗运动在爱因斯坦对其建模之前、期间，甚至可以说是之后。 它已被如此广泛地观察和描述，以至于我们概括为根据导致表面熔化增加的压力来描述它。

在所有提到的情况下对这种现象的认识是毫无疑问的。 汽车轮胎在雪中工作，即使表面融化有所增加，因为它们的胎面可以释放水。

自 2021 年 5 月以来，我们有：

滑冰是再凝胶化的一个例子； 但是，所需的压力远大于滑冰者的体重。 此外，再凝胶化并不能解释人们如何在低于零 (0°C) 的温度下滑冰。

压实和制造雪球是旧文本中的另一个例子。 在这里，所需的压力远远大于可以用手施加的压力。 一个反例是汽车在驶过雪时不会融化雪。