19. Variazioni di volume nella fusione. Rigelo. — Il ghiaccio galleggia nell’acqua; ciò prova che ha minore densità e che perciò l’acqua nel solidificare aumenta di volume. L’opposto avviene per quasi tutti gli altri corpi, come lo zolfo, la cera, la paraffina, il piombo, ecc.

Applicando i principii della termodinamica a questo fenomeno della variazione di volume nella fusione, i fratelli Thomson poterono prevedere e dimostrare sperimentalmente che sotto forti pressioni la temperatura di fusione deve essere più bassa per le sostanze come il ghiaccio, e più alta per le altre. Così per l’acqua la teoria previde, e l’esperienza confermò, che l’abbassamento del punto di fusione è di circa 74 diecimillesimi di grado per ogni atmosfera di pressione esercitata. A mille atmosfere l’acqua sarà perciò ancora liquida a 7° sotto zero; Mousson è riuscito ad averla liquida fino a -18°, comprimendola sufficientemente. Queste enormi pressioni si esercitano da sè in un recipiente robusto ermeticamente chiuso e pieno d’acqua, qualora lo si esponga a un freddo intenso, poichè la congelazione non può avvenire che con un forte aumento di volume (circa l’otto per cento), cosicchè l’acqua eserciterà, per la tendenza a solidificare e per l’impossibilità di trovare lo spazio necessario, una enorme pressione sulle pareti e resterà liquida anche a temperature molto basse, quando non riesca a fendere il recipiente, nel qual caso si solidifica solo all’atto della consentita espansione.

L’apparente plasticità del ghiaccio, per cui questo corpo si lascia modellare in una forma di bosso sottoposta a forti pressioni (fig. 19) e si lascia tagliare da un filo metallico tirato da pesi, risaldandosi dopo il passaggio del filo (fig. 20) si spiegano con l’influenza della pressione sul punto di fusione. Nei punti direttamente premuti, ove la forza per unità di superficie è molto grande, il ghiaccio a 0° si liquefà, poichè si trova a temperatura superiore a quella di fusione relativa alla pressione cui è sottoposto. L’acqua prodotta sfugge alla compressione passando al di sopra del filo (fig. 20) o nelle cavità, della fig. 19, ove rigela.