重结晶

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简介

如果在冰上施加一定压力后，水的凝固点降低，则此过程称为重结晶。由于重结晶，冰在压力下会在0°C温度下融化成水，并在压力消除后再次冻结回冰。冰川被认为是河流的源头，因为河流中的水来自冰川，这是由于冰的重结晶。在雪地或冰上滑冰之所以成为可能，正是由于重结晶形成的水。在这里，随着压力的增加，水会形成，并充当润滑剂。

什么是重结晶？

压缩冰并使其在一定压力下变成水的想法表明，当压力消除时，水会再次凝固成冰。冰在压力下会在0°C或32°F温度下融化成水。当水冻结成冰时，它开始向周围环境释放热量（Rempel *等*。2019）。由于这种现象，即冰的重结晶，冰川也融化成水形成河流。

重结晶是如何工作的？

通过压缩过程，可以证明在一定压力下冰会转化为水，当压力消除时，水会再次冻结成冰。可以通过用一块冰和金属丝进行实验来很好地理解冰的重结晶。

图 1：冰的重结晶

取金属丝，并在其两端系上两个各重5公斤的物体来固定。然后将金属丝放在冰块上，然后可以观察到金属丝会逐渐穿过并穿透冰块。

发生这种情况是由于冰在压力下会在较低温度（0°C或32°F）下融化。压力下金属丝下方的温度升高，导致冰融化。当金属丝穿过上面的水时，它会凝固，因此金属丝会穿过冰块而不会将其劈开（Thompson *等*。2020）。这种现象被称为重结晶时的再冻结。可以从这种现象开始，当压力消除时，冰在0°C时会转化为水。这里的水是由于压力的增加而形成的，并且也充当润滑剂。

重结晶：示例

有几个例子可以帮助理解这种冰的重结晶现象。冰在一定压力下融化，然后在压力消除后再次冻结的现象称为重结晶。冰重结晶的主要实验例子之一是将一根细金属丝绕在一个冰块上。下面列出了可以考虑用于这种冰重结晶现象的其他例子。

切冰 - 冰重结晶的主要实验例子之一是将一根细金属丝绕在一个冰块上，并在其上连接两个重物。这里，为了在-4°C下融化冰块，需要大约500个大气压（Sotthewes *等*。2017）。

金属丝对冰块施加压力，然后冰会逐渐融化，可以观察到金属丝逐渐穿透并穿过整个冰块。

冰川 - 冰川融化成水，是河流和瀑布的源头，这是由于冰的重结晶现象。冰川的质量主要允许对冰施加足够大的压力，使其融化成水。然后，当气温保持在水的冰点以上时，水从冰川底部流向较低海拔地区。

图 2：重结晶冻结

尖冰 - 尖冰也被认为是雪桩，其高度可达4米，通常形成于相对湿度为-70%且温度在-10°C至-20°C之间的高海拔冰川（Li *等*。2020）。这是尖冰形成并保持在辐射下的温度。

结论

冰在压力下于0°C温度下融化成水，然后在压力消除后再次冻结的过程称为冰的重结晶。冰在压力下会在0°C或32°F温度下融化成水。当水冻结成冰时，它开始向周围环境释放热量。这是冰在一定压力下融化产生的水重新冻结的原因。当任何液体凝固时，都会释放压力和热量，并且通过放热过程，它会冻结。由于冰的重结晶，冰川融化成水，而这些水成为河流的源头。

常见问题

Q1. 冰的重结晶是什么意思？

答：如果对冰施加一定的压力，它就会融化成水。去除压力后，水会再次冻结成冰，这种现象称为冰的重结晶。

Q2. 冰的重结晶过程是什么？

答：如果用金属丝对冰块进行实验，可以更好地理解冰的重结晶。这里，一块冰和一根金属丝分别连接在两侧的5公斤重的物体上。从这个实验中，人们可以看到金属丝是如何逐渐穿透并穿过冰块的。

Q3. 冰球是如何制成的？

答：首先，将冰块切碎成小块，然后将切碎的冰块在棍子的尖端周围施加压力，以制成冰球。如果将两小块冰相互按压，它们就会粘在一起。

Q4. 什么是升华？

答：升华是指水的沸点低于其熔点，物质直接从固态转变为气态的现象。例如，在25°C到50°C之间，硫会升华成令人窒息的有毒气体。

Q5. 压缩的冰会融化吗？

答：压缩冰通常被定义为可以放置在任何物体顶部的完全固体块。与普通冰不同，如果将压缩冰或包装冰放置在光源附近，它不会融化。它不是存储块，因此无法重新制成冰。