Fenomen del regel

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

El fenomen del regel (en anglès:Regelation) és el fenomen de fondre sota pressió i congelació una altra vegada quan es redueix la pressió.[1] Es pot demostrar amb un filferro lligat a un bloc de gel que estigui sotmés a pressió.[2] El fenomen funciona millor amb matèrials de molta conductivitat tèrmica com el coure.[3]

Si es fa servir un filferro d'1 mm de diàmetre sobre un bloc de gel de 50 mm d'amplada, la superfície on s'exerceix la força és 50 mm2. Això és 50 x 10-6 m2.
La força (en newtons) és igual a la pressió (en pascals) multiplicada per la superfície (en m2).
Si com a mínim 500 atm (50 MPa) es requereixen per fondre el gel, una força de (50×106 Pa)(50×10-6 m2) = 2500 N es necessita, una força aproximadament igual al pes de 250 kg sobre la Terra.

El fenomen del regel va ser descobert per Michael Faraday. El regel ocorre només en substàncies com el gel, el qual té la propietat d'expandir-se en congelar-se. El punt de fusió del gel baixa per cada 0,0072 °C atm addicional de pressió que s'hi aplica. Per exemple es necessita una pressió de 500 atmosferes per fondre el gel a –4 °C.[4]

Fusió de superfície[modifica | modifica el codi]

Per un gel normal cristal·lí lluny per sota del seu punt de fusió i haurà alguna relaxació dels àtoms prop de la superfície i hi ha una significativa fusió en les capes de la superfície més que no pas una relaxació simètrica de les posicions dels àtoms. La ressonància magnètica nuclear proporciona evidència d'una capa líquida en la superfície del gel que ha estat mesurada en 12 nm a –24 °C i 70 nm a –0.7 °C. La fusió de la superfície comença ja a –33 °C.[5]

Corba de fusió de l'aigua
Estructura molecular del gel prop de la superfície

La fusió de superfície es pot donar pel següent:

Exemples de regelació[modifica | modifica el codi]

  • Una glacera pot exercir prou quantitat de pressió en la seva superfície inferior per abaixar el punt de fusió del seu gel. La fusió del gel de la base de la glacera permet que aquesta es mogui des d'un punt més alt a un punt més baix. L'aigua líquida pot fluir des de la base d'una glacera a altituds baixes quan la temperatura de l'aire està per sobre del punt de congelació de l'aigua.

Notes[modifica | modifica el codi]

  1. «regel». L'Enciclopèdia.cat. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
  2. http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/332/1588/51.full.pdf+html Proc Roy Soc paper 1973
  3. http://www.td.mw.tum.de/tum-td/de/forschung/pub/CD_Grigull/047.pdf
  4. Glossary of Meteorology: Regelation, American Meteorological Society, 2000
  5. pp.50-55, Physics Today, December 2005