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复冰新探:为什么冰受压融化而温水受压成冰?

已有 6811 次阅读 2015-1-29 09:43 |个人分类:水之魂|系统分类:科普集锦|关键词:学者

http://arxiv.org/abs/1501.06981

复冰现象(1850):

冰受压融化但撤压后再结冰。所以载重的细线在-10度左右可以穿过但不能切断冰块。冰川底部受压融化而形成河流之源。

机理【1,4】:

1)冰的熔化温度正比与H-O键能

2)由于氧-氧间的电子对的库伦排斥和氢键(O:H-O)两段作用势的非对称性,受压时O:H键被压缩而H-O键被挤长;被挤长的H-O键变弱能量降低,所以冰的熔点降低。

3)当O:H断裂时,氧原子总是寻求新的近邻以稳定它的sp3轨道杂化结构。所以氢键有超强的自修复功能。


Unlike other unusual materials whose bonds contractunder compression, the O:H nonbond undergoes contraction and the H-O bondelongation towards O:H and H-O length symmetry in water and ice. The energydrop of the H-O bond dictates the melting point Tm depression ofice. Once the pressure is relieved, the O:H-O bond fully recovers its initialstate, resulting in Regelation.


Ref:

【4】  Anomaly3: Regelation,http://arxiv.org/abs/1501.06981

【3】Anomaly2: Floating ice, http://arxiv.org/abs/1501.04171

【2】   Anomaly1: Mpemba effect, http://arxiv.org/abs/1501.00765

【1】   Hydrogen-bond relaxation dynamics: resolvingmysteries of water ice. Coord. Chem. Rev., 2015. 285:109-165.




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5 刘全慧 林珂 秦伟 王春雷 ddsers

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