La régélation est le phénomène physique qui consiste à faire fondre un matériau sous pression et à le faire geler à nouveau lorsque la pression diminue. La régélation peut être démontrée en plaçant un fil fin au-dessus d’un bloc de glace avec deux poids suspendus aux extrémités. La pression exercée sur la glace fait lentement fondre la partie en contact avec le fil, ce qui permet au fil de traverser tout le bloc. Le chemin suivi par le fil lors de la fonte de la glace se recongèle lorsque la pression diminue, ce qui permet au bloc de rester solide même lorsque le fil l’a entièrement traversé. Cette expérience est possible pour de la glace à -10 °C ou moins. Le phénomène fonctionne mieux pour les matériaux à forte conductivité thermique, comme le cuivre, car la chaleur latente de fusion du haut doit être transférée vers le bas.
Si un fil de 1 millimètre de diamètre est utilisé sur un glaçon de 50 mm, la zone où la force est exercée est de 50 mm². Cela représente 50×10-6 m². La force (en newtons) est égale à la pression (en pascals) multipliée par la surface (en mètres carrés). S’il faut au moins 500 atm (50 MPa) pour faire fondre la glace, une force de (50×106 Pa)(50×10-6 m²) = 2500 N est nécessaire, ce qui correspond au poids de 250 kg sur Terre.
La régénération a été découverte par Michael Faraday. La régellation ne se produit que dans les substances, telles que la glace, qui ont la capacité de se dilater lorsqu’elles sont gelées. Le point de fusion de la glace diminue de 0,0072 °C pour chaque atm de pression supplémentaire appliqué. Par exemple, une pression de 500 atmosphères est nécessaire pour faire fondre la glace à -4 °C.
Fusion en surface
Pour la glace cristalline normale en dessous de son point de fusion, il y aura un étalement des atomes près de la surface. Les simulations de la glace à son point de fusion montrent qu’il y a une fonte significative des couches superficielles plutôt qu’un étalement symétrique des positions des atomes. La résonance magnétique nucléaire a mis en évidence l’existence d’une couche liquide à la surface de la glace. En 1998, Astrid Doppenschmidt et Hans Jurgen Butt ont mesuré, à l’aide d’un microscope à force atomique, l’épaisseur de la couche liquide sur la glace. Leurs résultats étaient de 12 nm à -24 °C et de 70 nm à -0,7 °C. La fonte superficielle commence à apparaître à des températures aussi basses que -33 °C.
La fonte superficielle produit :
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