最佳解答即取10分:冰是由甚麼物質遇冷而形成的？

Question

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Answer 1

水

300多年前，人類就已知道水在攝氏4度時密度最大這一現象。雖然這一現象僅僅是由於水的分子結構造成的，但對於水的這種特性，人們至今仍不能作出科學的解釋。 　　
日本物質材料研究機構物質研究所研究員三島修和鈴木芳治通過實驗證實，在低溫條件下兩種非晶態冰之間存在不連續性轉移。在低溫情況下，低密度水和高密度水呈完全不同的形態。這項研究不僅首次解釋了水在攝氏4度時密度最大的現象，而且在生態系統、水溶液系統等與水有關的領域有廣泛的研究與應用價值。該成果發表在最新一期的《自然》雜誌上。

多年來，科學家通過理論計算與實驗，一直在進行水的非晶態多樣性研究。水通常在攝氏零度時結冰。但水在攝氏零度以下時也可保持液體狀態，稱作過冷卻水。當過冷卻水到達臨界點以下時就會分離出兩種狀態，既低密度水和高密度水。與此相對應，也存在低密度和高密度兩種非晶態冰。由於水在低溫時易於結冰，也由於沒有非晶態冰之間互相轉移的現存理論，水的非晶態多樣性學說存在很多爭論。其中之一就是兩種密度的非晶態水是否會發生連續轉移。

日本科學家的這項研究，觀察了高密度非晶態冰（HDA）向低密度非晶態冰（ LDA）變化的過程。發現 H DA在零下158攝氏度以下時整體均一膨脹，在零下158攝氏度時隨著不均一的體積變化迅速向 L DA轉移。在轉移過程中，出現兩種成分共存狀態，隨著時間推移， H DA和LDA逐漸分離。研究證實，低溫下兩種水之間的轉移是不連續的。

科學家認為，這項研究成果是揭開水領域各種問題的重大突破，將對今後過冷卻水等研究產生重大影響，同時將帶動對同溫層中的雲的研究及在冰點下活動的動植物細胞記憶體在的過冷卻水的研究。如果今後能夠控制這兩種水的臨界點，就可以自由控制水的結晶，對人類控制地球環境和開發生物冷卻保存技術極有價值。


這是水最奇特的特性之一。

在絕大多數物質都是熱漲冷縮的時候，水是反常的。水在低於4度是是熱縮冷漲，導緻密度下降，例如同樣質量的冰密度比水小，體積比水大。而大於4度時，則恢復熱漲冷縮。同樣質量，體積大了，密度當然就小了。
4度是平衡臨界點。因此水在4度時密度最大。

這是保障生物存在的很重要的一點，因為當水結冰的時候，冰的密度小，浮在水面，可以保障水下生物的生存。當天暖的時候，冰在上面，也是最先滑凍。如果冰的密度比水大，那所有的水生生物都不會存在了。因為冰會不斷沉到水下，天暖的時候也不會解凍，來年上面的水繼續冰凍，直到所有的水都成了冰。

具體的原理是，水是由氫氧離子組成的，因為氧離子和氫離子的負電荷傾向性（electronegitive）不同，形成共價鍵。而水分子的V型幾何結構，導致其為偶極(polar）共價鍵。氧離子為負電荷，氫離子為正電荷。
這就導致生物學上一個極重要的現象，氫鍵（hydrgen bond）。氫離子通過氫鍵和其他水分子結合。因為氫鍵的鍵能不大，所以在每一暫態，每個水分子都結合和分離數十億次氫鍵。
水分子在液體狀態下是無序運動的，隨這溫度的增高而運動加大，從而導致體積變大。這就是為什麼水在4度以上時，密度變小。
當水低於4度時，水分子運動減慢，導致氫鍵合成的增多，水趨向於固體。因為氫鍵的鍵長要大於水分子的平均距離，所以當所有的水分子都被氫鍵固定住，也就是形成了冰，其體積反比水大。

Answer 2

water, ice is the solid form of water and water vapour, water is the liquid form of the ice and water vapour, water vapour is the gas form of the water and the ice!

2007-01-08 13:21:44 補充：
the melting point of ice(freezing point of the water)is 攝 氏 0度,the boiling point of water(condensing point of the vapour)is 攝 氏100 度!I hope these can help you a lot~!

Answer 3

冰是水的固態形式。

冰的性質
冰是無色透明的固體，晶格結構一般為六方體，但因應不同壓力可以有其他晶格結構。在常壓環境下，冰的熔點為0℃。

0℃水凍結成冰時，體積會增大約1/9。據觀測，封閉條件下水凍結時，體積增加所產生的壓力可達2500大氣壓。

冰的熔點與壓力存在著一種奇妙的關係：在2200大氣壓以下，冰的熔點隨壓力的增大而降低，大約每升高130個大氣壓降低1攝氏度；超過2200大氣壓後，冰的熔點隨壓力增加而升高：3530大氣壓下冰的熔點為-17℃，6380大氣壓下為 0℃，16500大氣壓下為 60℃，而20670大氣壓下水在76℃時才結冰，稱為名副其實的「熱冰」。 冰在0℃下密度為0.917 g/cm³，而水的密度正常為1.00g/cm³，所以冰會浮於水上。

冰在自然界中的存在
天氣：雪、霜、雹 雪花呈現出美麗的六角形。寒冷環境下，水蒸氣在窗戶上呈現出奇妙的冰花。 景觀：冰川、冰山

冰的作用
冷卻
體育活動（溜冰、冰上曲棍球等）
冰雕

特殊的冰
熱冰：除了前面提到高壓下形成的熱冰之外，重水(D2O)在3.8℃時結冰，成為另一種形式的「熱冰」。

一般被稱為乾冰的物質實際是二氧化碳的固體狀態，與水沒有關係。

傳統上，在歐洲，飲料是不加冰銷售的。在印度或其他國家，祭祀用的酒如加冰塊被視為是不健康的。許多老一輩的印度人依然不喝加冰塊的酒。而在東亞地區，冰塊的歷史悠久，在明、清兩朝及朝鮮的皇宮中亦建有地下冰庫。在中國的皇宮，夏日時可取冰加在酸梅湯等冷飲中，稱做「冰珠」。當時的皇家冰窖也就是今日北京的雪池衚衕一帶。



雪並不是由雨水凍結而成。 ***
水分子凝結成冰晶叫做結晶作用。水分子是由一個氧原子外加兩個氫原子所構成，兩個氫原子相對於氧原子的角度大約是120°，正好是正六角形的內角角度，彼此間形成微弱的氫鍵。分子們彼此依最低能量狀態排列，這使得它們之間的吸引力最大而斥力最小。地球上的水冰中，每個分子都以氫鍵與另外四個分子相連，形成晶格結構。於是，水分子會移動到已被指定好的空間。最基本的形狀是六方柱，頂端與底端都是六角形，六個側邊則是三角形。這個排列過程很像貼地磚：一旦樣式選定、並放好了第一片地磚，其他所有的地磚都一定得放到已被決定的位置，才能維持樣式。水分子依照低能量的位置自我安頓，便會填入空位並維持對襯；冰晶的形狀就有八十多種，有些是針狀、有些是片狀、柱狀等，這和結冰時雲的溫度、高度、和含水量有關。無論其枝椏延成出什麼形狀，反映出水分子的內在秩序。

雪花是在雲內由微小的冰晶互撞黏在一起後形成豐富多樣的形狀。沒有兩個雪花是完全相同的，但雪花仍然謹守著最初的冰晶基本的六角形對稱標準結構。透過顯微鏡可以看見雪花錯綜複雜的構造大多都是六角形的！. 而雪花的中心一定呈現出對稱的六角形.

天氣非常寒冷時，冰晶不易黏在一起，雪呈細粉狀的小雪珠。雪珠是雲中溫度低於攝氏零度的許多小雲滴在冰晶上互相碰撞凝結而成，仔細觀察雪珠的形狀，可以看出小雪珠是由許多細白的冰粒聚集而成的。當冷空氣逐漸向前推移，上升氣流減弱，雲中水氣直接在冰晶上凝結成較大的形態，此即我們所見到的雪花。如果溫度接近冰點，則會落下溼雪，形成較大的雪花，特別是無風的時候。大型的星形雪花直徑可達5到7公分。

但多數的雪花在落下地面的途中融化成雨，只有當地面附近的空氣夠冷，才能讓雪花落到地面成雪。
但我們看見的雪花有更多種的樣子。這些差異產生的原因在於雪花在大氣中生成，而大氣狀況複雜多變。因應溫度與濕度的改變而有相對的變化。 雪花可能是自己融化，或與另一片雪花相撞，或是相互擠在一起破壞，每片雪花結晶都是經歷了獨特的方式生成，但也有撞成一團的八角型雪花 像一個銅幣那麼大的雪團可能由一百多片雪花聚成，因為互相碰撞的關係，雪花都已變了形。這樣的雪，如果尚未開始融化，倒是捏雪球的好材料，不過，已不能供作研究者研究雪花的形狀之用了。.

四、 雪的形成：
1. 大氣中的水汽直接凝結成冰，就是雪。也可說是雲中的溫度過低，小水滴結成冰晶，落到地面仍然是雪花時，就是下雪了。冰融化時會吸熱，所以地面氣溫會比下雪時低。

2. 形成雪的條件：
(1) 大氣中需含有較冷的冰晶核。
(2) 充分的水汽。
(3) 0℃以下。



冰

冰是水的固態形式。

冰的性質

冰是無色透明的固體，晶格結構一般為六方體，但因應不同壓力可以有其他晶格結構。
在常壓環境下，冰的熔點為0℃。
0℃水凍結成冰時，體積會增大約1/9。
據觀測，封閉條件下水凍結時，體積增加所產生的壓力可達2500大氣壓。
冰的熔點與壓力存在着一種奇妙的關係：在2200大氣壓以下，冰的熔點隨壓力的增大而降低，大約每升高130個大氣壓降低1攝氏度；超過2200大氣壓後，冰的熔點隨壓力增加而升高：3530大氣壓下冰的熔點為-17℃，6380大氣壓下為 0℃，16500大氣壓下為 60℃，而20670大氣壓下水在76℃時才結冰，稱為名副其實的「熱冰」。 冰在0℃下密度為0.917 g/cm³，而水的密度正常為1.00g/cm³，所以冰會浮於水上。

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雪

雪是水或冰在空中凝結再落下的自然現象，或指落下的雪花。
雪是水在固態的一種形式。

雪只會在很冷的溫度下才會出現，因此亞熱帶地區和熱帶地區下雪的機會較微。
以香港為例，現有的紀錄只有1893年1月才下過。
但非洲的高山有「赤道雪」的奇景。
而某些主題公園會提供人工雪給人玩。

雪在中國文化內象徵純潔。

雪花是指雪落下的普遍形狀——六重對稱的形狀。它之所以有這樣的形狀，是因為它要在平面上以最有效率的方式佈置，它是結晶學的研究對象之一。

威爾遜·班特利是第一位的雪花拍攝者。

開普勒曾寫過一本研究雪花結構的書，叫《六角的雪花》(De Nive Sexangula)。

科赫曲線的形狀很像雪花。