Was ist das Prinzip hinter dem magischen „Wiedervereisungsphänomen“?

Science Fiction Network berichtete am 5. Januar (Jin Kaiyi): Legen Sie ein Stück Kupferdraht auf einen Eiswürfel und befestigen Sie Gewichte an beiden Seiten des Drahtes. Was glauben Sie, wird passieren? Der Eiswürfel wurde durch den Kupferdraht in zwei Hälften geschnitten? Interessant ist jedoch, dass der Kupferdraht tatsächlich in das Innere des Eises schnitt, während auf der Oberfläche des Eises kein einziger Kratzer zurückblieb. Was ist los?

Dieses interessante Experiment wird als „Wiedervereisungsphänomen“ bezeichnet. Wenn eine Oberfläche eines Eisstücks komprimiert wird, senkt der Druck seinen Schmelzpunkt, wodurch das Eis zu Wasser schmilzt. Sobald der Druck verschwindet, steigt der Schmelzpunkt wieder auf sein ursprüngliches Niveau und das Wasser gefriert wieder zu Eis.

Im Jahr 1859 entdeckte der britische Physiker Faraday dieses Phänomen erstmals. Das Auftreten einer erneuten Vereisung hängt eng mit der Kristallstruktur des Eises zusammen. In den Eiskristallen sind die Moleküle dichter angeordnet. Wenn der Eiswürfel Druck spürt, ändert sich die Anordnung der Kristallmoleküle von geordnet zu ungeordnet und die Zwischenräume beginnen kleiner zu werden. Mit zunehmendem Druck sinkt der Schmelzpunkt des Eises, sodass der Kupferdraht in das Eis eindringt. Nachdem der Kupferdraht hindurchgeführt wurde, steht das Eis nicht mehr unter Druck und der Schmelzpunkt normalisiert sich wieder. Da der Kupferdraht sehr dünn ist, verfestigt sich das geschmolzene Eis in sehr kurzer Zeit.

Dieses Phänomen scheint magisch, kommt im Leben jedoch ganz häufig vor. Wenn es beispielsweise schneit, heben Sie mit den Händen einen Schneehaufen auf und üben Sie Druck darauf aus, damit der Schnee schmilzt. Beim Loslassen kondensiert das Wasser wieder und wird zu einem Schneeball. Beim Schlittschuhlaufen auf einer Eisbahn gleiten die Schlittschuhe über das Eis und das Eis unter den Schlittschuhen schmilzt zu Wasser. Sobald die Schlittschuhe das Eis verlassen, kann das geschmolzene Eis schnell wieder gefrieren, sodass die Eisoberfläche glatt und intakt bleibt und keine Rillen entstehen.

Allerdings ist die Reparatur von Eiskratzern auch von der jeweiligen Temperatur und Luftfeuchtigkeit abhängig. Bei relativ hohen Temperaturen heilen Kratzer schneller; Bei sehr niedrigen Temperaturen verschwinden Kratzer langsamer. Tiefere Kratzer brauchen lange, um entfernt zu werden. Wenn die umgebende Eisoberfläche wieder in einen halbgeschmolzenen Zustand übergeht, verschwinden die Kratzer aufgrund der Schwerkraft langsam.