Question

为什么水能直接结冰？

Answer 1

“点水成冰”是一个很神奇的现象，这个现象的发生需要环境的相对温度很低，而且在水的要求上也是有限制的。像我们经常饮用的纯净水其实很难做到点水成冰的，因为水在结冰的时候是需要一些杂质的，也就是所谓的结晶核，有了这个前提，在再结合温度的调整，做到点水成冰的现象是很容易的。那么这个原理是什么呢？怎样用科学来解释这个现象？　
水有三态，固液气，也被称为三相。

　　在一个标准大气压下，水在零度时从从液态向固态转变，在100摄氏度时，从液态向气态转变。在相变温度时，如果缓慢的加热或降温，水的温度可以保持恒定，直到全部转换成固态或气态。但相变温度不是绝对的，水的固态化或汽化，常常需要一点点杂质，否则就会形成过冷水或过热水，即超过标准相变温度的水，但这时候水的状态是很不稳定的，因此被外界环境稍加碰触，就会变魔术般发生迅速转变。

　　但从液态变成气态和固态时，在相变温度时，它需要点杂质，才能发生相变。否则就需要进一步降温或者升温，才会发生相变。

　　水结冰需要结晶核，即需要一点杂质。

　　因此，纯净水可以冷却到零度以下，还保持液态，这种状态的水被称为过冷水，但这是一种很不稳定的状态，只要受到外力触碰，就能立刻结冰。当然如果继续在冷却，哪怕没有外界的触碰，它也同样会结冰。

　　如果想要复制这个实验，那么有一个简单的实验步骤，一瓶普通的纯净水，放在大约零下18度的冰箱里，冷冻大约一个半小时，然后小心地拿出来。当然，为了一次性成功，建议多买几瓶水，在不同的时间的取出来进行尝试，找到适合你家冰箱的最合适冷冻时间。

　　水的爆沸与微波炉

　　与过冷相对应，水也能处于过热状态，液态水在常压下超过一百摄氏度但却没有沸腾，因为沸腾也需要一个气化核，如果水很纯净，缺乏汽化核，同样会发生过热，但同样的稍加触碰或继续加热，就会发生爆沸现象。但爆沸非常危险，不适合作演示。做化学实验时，常有加热步骤，为了防止液体的爆沸造成事故，常常会在液体中加入含有气泡的人造沸石或者碎瓷片，防止出现过热现象。

　　用微波炉加热液体时就容易发生爆沸现象，这是使用微波炉需要特别小心的地方。过冷水通常不会伤到人，但爆沸就会发生烫伤事故了。最危险的事情，是用微波炉加热鸡蛋，不管是带壳的还是不带壳的，不带壳的鸡蛋，如果蛋黄保持完整非常危险，很容易过热，然后在取出时发生爆炸。我就被炸过一回，还好带着眼镜，不然后果难料!我从前只知道，带壳蛋不能放微波炉，谁知道去壳蛋也同样不应该进微波炉，网上说应该将蛋黄先戳破，再用微波炉就安全了。

Answer 2

水结成冰的原理是物理现象凝固。