为什么水到了零摄氏度时，会结冰？

有一种水不会在0摄氏度以下结冰   就是   过冷水   过冷水不会

这还是个问题吗？谁不知道水到0度结冰呀？其实并不是这么简单。

每临冬季，爱好冬泳的朋友们很关心水的温度，特别是在12月份、元月、二月三个月内，每天都要量量气温和水温，这段时间里，下到水中那一刹那实在是太刺激了，今年年初，整个白河冰封，大家破冰游泳，这时冰水共存，河水的温度只有0.2度C，甚至0度C，（C为摄氏度，下同）到底水的温度最低那达到多少度呢？是不是当水达到0度的时候就一定要结冰呢？这是一个有趣的话题，待我慢慢道来。

我们通常都说，水的冰点是0度，就是说当水的温度下降到了0度的时候，就要开始结冰了；要知道，这里有个前提，就是所说的水是纯净水，是不含任何杂质的水，例如蒸馏水。要是水中含有可溶性杂质的话，水的冰点就不是0度了，而是低于0度，例如，海水中含有大量的盐分（氯化钙、氯化镁等），那么海水的冰点就在0度以下，所以在北方那天寒地冻的冬季里，有时海水虽然没有结冰，但它的温度却在0度以下。河水属于淡水，含可溶性杂质很少，所以其冰点基本上是0度。这里要注意，所谓“冰点”系指水的结冰温度，而不是指气温，因为要使水的温度达到0度，气温一定要在0度以下。这就是我们所经历的，当气温已经下降到0下几度是时候，河水还是没有结冰；这是为什么呢？这就是因为气温虽然低于0度，但河水还没有降到0度，只有持续低温，一直到河水的温度降到0度的时候，河水才开始结冰。

即使在纯水情况下，即使在水温达到了0度，也不是一下子就结冰的，因为水的结冰要有结晶核心，当水极端纯净的时候，水里没有凝结核心，所以在水温刚刚达到0度时，还不会结冰，甚至稍微低于0度也不会结冰，这时就形成了所谓的“过冷水”，即低于0度的水。假若在过冷水里加入一些冰屑，有了凝结核心，水就立刻结成了冰。当然，在水温低到一定程度的时候，水分子结成冰晶，过冷水也立即结冰。通常的河水里都有许多固体杂质，成了自然的结晶核心，也就不会形成过冷水。

有这样一个现象：当气温下降到了0下好几度的时候，河岸边或一些小水坑里的水都已经结上厚厚的冰的时候，河水依然荡漾，为什么两者不是同时结冰呢？这是因为两者的水量不同，两者总的热容量不同的缘故，要想降低少量水的温度是很容易的，因为它的量少，它只需释放出不多的热量，就能使水温急剧下降，而有几千万方米的白河水，要想使其下降一度，就必须要从中“拔”出极大的热量，而要让其释放出这么巨大的热量，没有持续的低气温是不行的，去年和今年年初的白河冰封现象，只有在连续的低气温作用下才能形成。

还有一个因素会影响水的结冰，就是水的流动程度，当水处于静止的时候，容易形成冰的结晶核心，就容易结冰，当水处于流动的时候，不易形成冰的结晶核心，也就不易结冰了。黄河奔腾不息，但也有黄河凌汛，这就是气温太低了，加上黄河里的泥沙很多，形成大量凝结核心，即使流动的水，也抗拒不了结冰的。

水中含有可溶性物质，可以降低冰点，利用这一原理，我们可以消除机场、道路上的积雪和积冰，在结冰或积雪的道路上，撒下粗盐或者氯化钙，就能达到这样的效果。有一种化学物质叫“乙二醇”，把它加到水里，能大大降低水的冰点，按一定比例和水掺合，甚至在0下50度的气温里也不结冰，所以“乙二醇”是一种极好的抗冻剂，北方严寒季节里的汽车水箱为了防冻，就是使用乙二醇作抗冻剂的。可以想象，假若人们在0下几十度的乙二醇的抗冻液里游泳的时候，不一下子冻成冰棍才怪哩。

通常，水分子并不是单个分子独立存在，往往是好多个分子缔合成一个大分子，由于缔合度的不同，造成水的密度也不同，当水的温度为4度的时候，其密度最大，就沉在底部，所以对于很深的水域来说，在严寒的气温下，尽管水的表面已结成了很厚的冰层，可在深水部分，水温却是4度，可就给鱼儿等水中生物一个生活的空间，所以寒带地区的冬季，人们破冰下网逮鱼，就是这个缘故。与大多数物质的“热胀冷缩”规律相反，当水温由4度降为0度的时候，水的密度反而减小，当结成冰的时候，由于冰的结构是中空的，其体积就会膨胀，冬季里由于结冰而使盛水容器或水管爆裂就是这个原因。

这是一个冰点