春天来了，河面上的冰开始熔化成水.炎炎的夏天，洒在地上的水干了，变成看不见的水蒸气，跑得无影无踪.想了解这是为什么吗？物质的状态不是一成不变的.当物体温度发生变化时，物质的状态也往往发生改变.
一、水凝固实验
在冰格中倒水，水深3mm，放入冰箱中，每过10min取出来观察它的状态，并测量它的温度，直到全部结成冰后2min为止.依据表格中的数据，画出温度——时间图像如图1.从图1可知，水凝固过程中，虽然持续放热，但温度不变，说明液态的晶体凝固时温度保持不变.
本实验中两个相同的小碟子，一个放满水，另一个放满盐水.同时放入冰箱的同一位置处，经过40min后，水全部结冰，盐水没有全部结冰.用温度计分别量出冰的温度为0℃，固液共存态的盐水温度是-3℃；然后将盐水又放入冰箱中过了10min后，才全部凝结.这说明：有杂质（如盐）时，凝固点降低.
小结：水的凝固点高低与是否有杂质有关，有杂质时凝固点降低.
应用：在东北地区，为了防止汽车中的水结冰，都掺入一些杂质.
二、冰熔化实验
把碎冰块放入烧杯中，插入温度计.记下这时温度计的示数，每隔2min记录一次温度计的示数，同时观察杯中冰状态的变化，直到冰块全部熔化后2min为止.
按照课本装置进行冰熔化实验，用酒精灯给冰加热熔化，观察时发现当冰块才有少数熔化时，温度计示数已明显高于0℃，原因是烧杯在酒精灯火焰的辐射下温度偏高.不用酒精灯加热，直接在室温25℃的实验室做实验，使200g冰熔化，共用了22min，下面的表格就是实验记录.
依据表格中的数据，画出温度——时间图像（图2）.从图可见：冰熔化过程中虽然持续吸热，但温度保持不变，说明冰是晶体.
本实验中两盆凉水，其中一盆放入足够多的食盐.把冻鱼平分成两份，分别浸没到两盆中.观察现象：发现两盆水中的鱼都已经解冻，淡水中鱼外面结了一层冰，而盐水盆中的鱼不见结冰.
原因：冻鱼就是鱼的体液结了冰，而鱼的体液中含有大量盐类，所以其熔点要低于0℃，当用淡水化冻鱼时，先是冻鱼吸热升温并且部分化冻，同时外面的淡水由于放热降温到0℃，并在鱼体外表结冰.鱼体进一步吸热到全部熔化，外面冰层达到最大厚度，这时鱼、冰水的温度都是0℃.
三、冰与水相互转化的条件
例1 把正在熔化的冰，拿到0℃的房间里（它们与外界不发生热传递），冰能不能继续熔化？
分析 正在熔化的冰是冰水混合物，冰水混合物的温度是0℃，0℃的冰与0℃的房间温度相同，没有温度差，它们之间不发生热传递，因此冰不能继续熔化.
例2 电视上在介绍我国南极科考队时，有这样一个镜头：科考队员在地面上捧了一大块冰，放入铝锅中加热，好久以后掀开锅盖，它还是一块冰，为什么？
答 南极气温极低（年平均气温-56℃），冰的温度也是-56℃，这样冰加热后首先是升温，而不是熔化，要熔化必须达到0℃.
例3 质量相等的0℃的水与0℃的冰，谁的冷却效果好，为什么？
分析 0℃的水与0℃的冰，温度相同，则冷热程度是一样的，因此认为冷却效果也相同，这就错了.用0℃的水与0℃的冰冷却食物，冰会发生熔化，熔化吸热后变成了0℃的水.显然质量相等的0℃的水与0℃的冰冷却食物时，0℃的冰能吸收更多的热量，因此用质量相等的0℃的冰去冷却食物比0℃的水冷却食物效果更好些.
四、生活中的故事
秦王的水晶宫
2000多年前，秦王建造了一座宫殿，非常豪华.特别奇妙的是，在炎热的夏天，这座宫殿里却非常凉爽，如同进了水晶宫，正因如此，人们把这座宫殿叫做秦王的水晶宫.
为什么秦王的水晶宫里会有这样低的温度呢？从表面上看，这座建筑除了有较多的铜柱外，再没有什么特殊的地方.
可是奥妙就出在这一根根铜柱上.秦王的水晶宫里的这些铜柱不仅有支撑屋顶的功能，而且还是殿里降低温度的装置.原来这一根根铜柱全是空心的，每当盛夏到来之际，人们便把冬天收藏在冰窖里的天然冰装进铜柱里，这就是秦王水晶宫温度降低的原因.
为什么把冰装到铜柱里可以降低宫殿中的温度呢？我们知道，任何一种晶体物质由固态变成同温度的液态时，都要吸收一定的热量.0℃的冰熔化成同温度的水要吸热，而且冰熔化成水吸收的热量远远大于别的物质熔化时吸收的热量.另外，铜是传热的良好材料，当铜柱里的冰熔化时，铜柱能很好地从周围吸热.这样，整个宫殿里的温度就会大大降低了.
我国用冰降温有着悠久的历史，早在3000年前诗歌集《诗经》中就有冬天凿冰，藏进冰窖的记载.周朝王宫里就设有专门负责管冰的“凌人”.冬天凿冰保存，夏天用冰解暑的做法一直延续到清朝.北京有个地名“冰窖口”，就是由此得名的.
爱斯基摩人的冰屋
冰是冷的象征，一提到它，人们就会不寒而栗.但是，生活在北极圈里的爱斯基摩人，却凭着用冰垒成的房屋，熬过严寒的冬天.
在北极圈内，有取之不尽的冰，又有用之不竭的水.每当冬天到来之前，爱斯基摩人都要建造冰屋.他们先把冰加工成一块块规则的长方体，这就是“砖”；用水作为“泥”.材料准备好以后，他们在选择好的地方，泼上一些水，垒上一些冰块，再泼一些水，再垒一些冰块；前边不断地垒着，后边不断地冻结着，垒完的房屋就成为一个冻结成的整体冰屋.
爱斯基摩人的冰屋是怎样起到保暖防寒作用的呢？
首先，由于冰屋结实不透风，能够把寒风拒之屋外，所以住在冰屋里的人，可以免受寒风的袭击.其次，冰是热的不良导体，能很好地隔热，屋里的热量几乎不能通过冰墙传导到屋外.再次，冻结成一体的冰屋，没有窗子，门口挂着兽皮门帘，这样可以大大减少屋内外空气的对流.
正因为如此，冰屋内的温度可以保持在零下几度到十几度，这相对于零下50多度的屋外，要暖和多了.爱斯基摩人穿上皮衣，在这样的冰屋里完全可以安全过冬了.当然，冰屋里也不允许生火取暖，因为冰在0℃以上就会熔化成水.
多孔的冻豆腐
寒冷的冬天，吃上一碗热乎乎的“冻豆腐”，那真算得上是一种别具风味的好菜呢！
豆腐本来是光滑细嫩的，冰冻以后，它的模样为什么会变得像泡沫塑料呢？
豆腐的内部有无数的小孔，这些小孔大小不一，有的互相连通，有的闭合成一个个小“容器”，这些小孔里面都充满了水分.我们知道，水有一种奇异的特性：在4℃时，它的密度最大，体积最小；到0℃时，结成了冰，它的体积不是缩小而是胀大了，比常温时水的体积要大10%左右.当豆腐的温度降到0℃以下时，里面的水分结成冰，原来的小孔便被冰撑大了，整块豆腐就被挤压成网络形状.等到冰熔化成水从豆腐里跑掉以后，就留下了数不清的孔洞，使豆腐变得像泡沫塑料一样.冻豆腐经过烹调，这些孔洞里都灌进了汤汁，吃起来不但富有弹性，而且味道也格外鲜美可口.
很早以前，我国人民就已经懂得了冰冻膨胀的原理，并利用它来开采石头：冬天，他们在岩石缝里灌满水，让水结冰膨大，把巨大的山石撑得四分五裂，很快就能采到大量的石料.
近年来，工业生产上出现了一种巧妙的新工艺——“冰冻成型”，也是冰冻膨胀原理的应用.办法是：根据零件的形状，用强度很大的金属，做一个凹形的阴模和一个凸形的阳模，把要加工的金属板放在两个模的中间，在阳模和密闭的外壳之间，灌满4℃左右的水，然后把这个装置冷却到0℃以下.这时，由于水结冰，体积膨胀，所产生的巨大力量把阳模压向阴模，便把金属板压成一定形状的部件了.
由于水在4℃时的密度最大，体积最小，水温低于4℃时体积反而增大，所以，在4℃时水就不再上下对流了.因此，到了冬季，寒冷地区的江河湖海，表面上虽然结了厚厚的冰层，但下面水的温度却保持在4℃左右，这就给水生物创造了生存的环境.
