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冰：修订间差异

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'''冰'''(Ice)通常是在[[摄氏温标|摄氏]]0度（[[华氏温标|华氏]]32度）或更低温度下[[凝固|凝结]]成[[固体|固态]]的[[水]]<ref>{{Cite web|url=https://www.merriam-webster.com/dictionary/ice|title=Definition of ICE|website=www.merriam-，webster.com|language=en|access-date=2018-06-19}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://www.dictionary.com/browse/ice|title=the definition of ice|website=www.dictionary.com|language=en|access-date=2018-06-19}}</ref> ，根据其内部所含土壤颗粒或气泡等杂质情况，可能呈现为透明或带有一些或多或少的不透明蓝白色。
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2022年6月5日 (日) 09:26的版本

水冰
冰的图片。
物理特性
密度 (ρ)0.9167[1]–0.9168[2]克/厘米3
折射率 (n)1.309
机械特性
杨氏模量 (E)3400至37,500 千克力/厘米3[2]
抗拉强度 (σt)5至18千克力/厘米2[2]
抗压强度 (σc)24至60千克力厘米2[2]
泊松比 (ν)0.36±0.13[2]
热学特性
热导率 (k)0.0053(1 + 0.0015 θ)卡/(厘米、秒、开)，θ = 摄氏温度[2]
线性热膨胀系数 (α)5.5×10−5[2]
比热容 (c)0.5057 − 0.001863 θ 卡/(克 开), θ =摄氏度单位的绝对温度值[2]
电磁特性
介电常数 (εr)~3.15
冰的性质随温度、纯度及其他因素的不同而有很大的变化。
一隻手拿著一塊冰塊在拍照，中心部分的白色區域是微小的空氣氣泡。

冰(Ice)通常是在摄氏0度（华氏32度）或更低温度下凝结成固态的水[3][4] ，根据其内部所含尘埃颗粒或气泡等杂质情况，可能呈现为透明或带有一些不透明的蓝白色。

冰在太阳系中的分布非常丰富，从最靠近太阳的水星到遥远的奥特星云中天体上都有自然形成的冰。在太阳系之外，它以星际冰的形式出现。冰在地球表面，尤其是极地和雪线以上地区也极为丰富[5]，并作为一种常见的降水和凝华形式，在地球水循环和气候中起着关键的作用。它以雪花和冰雹的形式降落，或以霜冻、冰柱或冰锥的形式出现，并通过积雪形成冰川和冰盖。

取决于不同的温度和压力，冰至少表现出十八种相态（堆叠几何形状）。当水被快速冷却（淬熄）时，根据其压力和温度的变化过程，最多可形成三种形式的无定形冰。当缓慢冷却时，相关质子隧穿发生在-253.15摄氏度（20开、-423.67华氏度）以下，从而引起宏观量子现象。实际上，地球表面及大气层中几乎所有的冰都为六方晶体结构，表示为“冰一h”（读作“冰一氢”）；带有微小立方冰痕迹的则表示为“冰一c”；最近还发现了包裹在钻石中的冰七。最常见的冰一h相变，发生于液态水在标准大气压下被冷却至摄氏0度（273.15开；华氏32度）以下时。它也可由水蒸气直接凝华形成，就像霜冻形成一样。从冰到水的转变为融化，而冰直接到水蒸气的转变则是升华。

冰有多种用途，包括冷却、冬季运动和冰雕。


当水凝结成冰时，体积会增大（淡水约9%）[6]。结冰时产生的膨胀影响可能非常巨大，水冰膨胀是自然界中岩石冻融风化以及建筑地基和道路因冻胀而损坏的基本原因，也是造成水管爆裂，房屋漏水的一种常见原因。

这一作用的结果是冰（最常见的形式）漂浮在液态水之上，这是地球生物圈的一种重要特征。有人认为，如果缺乏这一特性，自然水体在某些情况下就会自下而上地永久冻结[7]，导致淡水和海水中的底栖动植物生命消亡。较薄的冰层可让光线通过，同时使水底免受短期极端天气如风寒的影响，为细菌和藻类菌落创造出一种庇护环境。当海水结冰时，冰上布满了充满盐水的通道，这些通道维系着细菌、藻类、桡足类和环节动物等共栖生物的生存，反过来它们又为磷虾和博氏南冰鰧等特殊鱼类提供了食物，而这些动物又是帝企鹅和小鬚鯨等大型动物的主要食物来源[8]。

当冰融化时，所吸收的热量与将相同质量的水加热至摄氏80度时所需的一样多。融化过程中温度会恒定在摄氏0度。融化时添加的任何能量都会破坏冰（水）分子间的氢键，只有在大量氢键被打破后，冰才能被视为液态水，后续能量才可提升热能（温度）。在冰转变为水的过程中，打破氢键所消耗的能量被称为溶化热。

与水一样，由于氧-氢（O-H）键拉伸产生的谐波，冰会优先吸收红色光谱端的光。与水相比，所吸收的能量略低。因此，冰呈现出蓝色，比液态水略带绿色。由于吸收是累积的，因此，其颜色效果会随着厚度的增加或光在冰中反射路径的增长而增强[9]。

物理特性

冰一h(c)的三维晶体结构由位于二维六边形空间晶格（a）内晶格点上的水冰分子（b）构成[10][11]。

作为一种有序结构的天然无机晶体，冰被认为是一种矿物[12][13]。它拥有基于水分子规则的晶体结构，由单个氧原子共价键合两个氢原子或H–O–H而成。然而，水和冰的许多物理性质是由相邻氧和氢原子之间形成的氢键所决定，虽然这是一种弱键，但它对水和冰的结构仍起到至关重要的影响。

水的一种异常特性就是在常压下凝结成的固态密度比液态水密度约低8.3%，相当于体积膨胀了9%。在摄氏0度和标准大气压（101325帕）下，冰的密度为0.9167[1]–0.9168克/厘米3[2]，而相同温度和压力下水的密度则为0.9998[1]–0.999863克/厘米3[2]。液态水在摄氏4度时密度最大，基本上达到1克/厘米3。当温度降至冰点时，水分子开始形成六方晶体冰，其密度开始下降，这是由于氢键主导了分子间的作用力，导致固体中的分子堆积变得不太致密。在摄氏−180度（93 K）时，冰的密度会随温度的下降而略有上升，其值升至0.9340克/厘米3[14]。

南极圈的蓝色冰块。

在含有吸光杂质的情况下，可能会出现其他的颜色，杂质决定了冰的颜色而非冰本身。例如，含杂质（例如沉积物、藻类、气泡）的冰山可能呈现棕色、灰色或绿色[9]。

由于自然环境中的冰通常接近融化温度，其硬度显示出明显的温度变化。一般熔点下，冰的莫氏硬度为2级或更小，但在摄氏-44度时，硬度约会增高至4级；而当温度降至摄氏-78.5度，即固体二氧化碳（干冰）的汽化点时，硬度则上升到6级[15]。

冰相

冰融化的压力相关性
水的线性到对数压力-温度相图，罗马数字对应以下列出的一些冰相。
某些冰和其他水相相态图的替代公式[16]。

冰可以是水的19种已知固态结晶相中的任何一种，也可以是各种密度下的无定形固态[17]。

由于压力能将分子固定在一起，因此大多数高压下的液体常在“更高”温度下凝固。然而，水中的强氢键使它变得与众不同：当压力超过1个标准大气压时，水的凝固温度将“低于”0摄氏度，如下图所示。人们认为，冰在高压下的融化有助于冰川的运动[18]。

冰、水和水蒸气可在压力为611.657帕、温度273.16开（摄氏0.01度）的三相点共存[19][20]。开尔文单位实际上被定义为该三相点与绝对零度之差的1/273.16[21]，尽管这一定义后在2019年5月发生了改变[22]。与大多数其他固体不同，冰很难产生过热。在一次实验中，摄氏−3度的冰约在250皮秒内过热至约摄氏17度[23]。

在更高压力和不同温度下，冰可以形成19种已知的独立结晶相。不过，这些相态中至少有15种（已知的例外之一是冰X）在正常气压和低温下可恢复到准稳态相[24][25]。这些类型通过它们的晶体结构、质子排序[26]和密度来区分。在压力下，冰还有两种完全氢无序的准稳态相，分别是冰四和冰十二，冰十二发现于1996年。2006年又发现了冰十三和冰十四[27]。冰十一、十三和十四分别是冰一h、冰五和冰十二的氢有序形态。2009年，在极高压力及−143摄氏度低温下发现了冰十五[28]。而在更高的压力下，预计冰会变成金属，根据各种估计，这种状况将发生在1.55太帕（1.55×1012帕斯卡）[29]或5.62太帕的高压下[30]。

除了结晶形式外，固态水还可以不同密度的非晶态无定形冰（ASW）形式存在。星际物介质中的水主要由无定形冰组成，这使它们可能成为宇宙中最常见的水。低密度无定形冰（LDA），也称为骤冷玻璃状水，可能为地球上夜光云的成因，通常是在寒冷或真空条件下由水蒸气沉积形成；高密度无定形冰（HDA）是在吉帕压力下的普通冰Ih或低密度无定形冰压缩而成；而超高密度无定形冰（VHDA）则是高密度无定形冰在1–2吉帕压力下略微加热至160开时所形成。

在外太空中，六方晶体冰（地球上发现的主要形式）极为罕见，无定形冰则更常见。然而，六方晶冰可通过火山活动而形成[31]。

来自理论上的“超离子水”冰可能具有两种晶体结构。当压力超过50万巴（730万磅/英寸2）时，这种“超离子冰”将呈现体心立方结构。然而，当压力超过100万巴（1500万磅/英寸2）时，结构可能会转变为更稳定的面心立方晶格。据推测，超离子冰可能构成了天王星和海王星等冰巨星的内部成分[32]。

相态 特征
无定形冰 无定形冰是一种缺乏晶体结构的冰，它有三种形态：常压或较低大气压下形成的低密度无定形冰（LDA）；更高压力下形成的高密度（HDA）和超高密度无定形冰（VHDA）。低密度无定形冰是通过液态水极速冷却（“激冷玻璃态水”）、极冷基底上的水蒸气沉积（“非晶态固体水”）或环境气压下加热高密度无定形冰形成。
冰一h 常规六方晶体冰，实际上生物圈中的所有冰都是冰一h，只有少量的为冰一c。
冰一c 冰的准稳态立方结晶变体，氧原子按菱形结构排列。产生于130到220K温度中，当转变为冰一h时，可存在于最高至240K温度下[33][34]，它可能偶尔出现在高层大气中[35]。最近的研究表明，许多被描述为立方冰的样本实际上是堆积成三角对称的无序冰[36]。具有立方对称性（即立方冰）的首批冰I样本仅报告于2020年[37]。
冰二 具有高度有序结构的菱面体晶体，由冰在190至210 K的温度下压缩形成。加热时，它会转变为冰三。
冰三 一种四方晶体冰，在300兆帕压力下将水冷却至250K时所形成。高压相密度最小，密度比水大。
冰四 准稳态菱面体晶体，可通过在810兆帕压力下缓慢加热高密度无定形冰形成，没有成核助剂就不易形成[38]。
冰五 单斜晶系晶体。通过500兆帕压力下将水冷却至253K而形成，是所有相态中最复杂的结构[39]。
冰六 四方晶体，通过在1.1吉帕压力下将水冷却至270K时所形成，显示出德拜弛豫[40]。
冰七 立方晶体，氢原子位置无序，展示出德拜弛豫，氢键形成两个互穿晶格。
冰七t 约形成于5兆帕压力上下，此时冰七变为四方晶体[41]。
冰八 冰七的一种更有序形态，其中氢原子处于固定位置，它是由冰七在2.1吉帕下冷却至摄氏5度以下时所形成。
冰九 四方晶体，由冰八从208K冷却至16K逐渐形成，在140K以下，压力200至400兆帕之间稳定。它的密度为1.16克/厘米3，略高于普通冰。
冰十 质子有序对称冰。在大约70兆帕左右[42]或低至30吉帕的压力下形成[41]。
冰十一 一种正交晶系六方晶体冰的低温平衡形式，具有铁电性，冰十一被认为是冰一h最稳定的构型[43]。
冰十二 四方准稳态致密晶体，在冰五和冰六相态空间中所观察到。它可通过在81兆帕压力下将高密度无定形冰从77K加热到大约183K来制备。在127K时，其密度为1.3克/厘米3（即密度约为水的1.3倍）。
冰十三 单斜晶系晶体，由水在500兆帕压力下冷却至130K以下所形成，为冰五的质子有序形态[44]。
冰十四 一种斜方晶系晶体，为1.2吉帕压力下在118K以下形成，是冰十二的质子有序形态[44]。
冰十五 冰六的质子有序形态，由水在1.1兆帕压力下冷却至80–108K左右时形成。
冰十六 密度最小的水的结晶形式，拓扑结构等效于空心二类笼形水合物结构。
方冰 当在两层石墨烯之间挤压时，在室温下会形成方形冰晶。该材料在2014年被首次报道为是一种新的冰晶相[45][46]。该项研究源于更早的发现，即与更小的分子如氦等不同，水蒸气和液态水可穿过氧化石墨的层压板。该效应被认为是由范德瓦尔斯力所驱动，它可能涉及超过10000个标准大气压的压力[45].
冰十八 一种水的形式，也称超离子水或超离子冰，其中氧离子形成晶体结构，而氢离子则自由移动。
冰十九 另一种与冰六有关的相态，冰六是在大约2吉帕压力下将水冷却至100K左右时所形成[17]。

摩擦特性

纽约东南部冻结的瀑布。

冰的低摩擦系数（光滑性）归因于物体与冰面接触的压力融化了冰面薄表层，使物体在表面产生滑动[47]。例如，溜冰鞋的冰刀施加在冰面的压力会融化冰表面层，从而在冰面和冰刀之间提供了润滑作用。这种“压力熔化”的解释起源于19世纪，但它并不能解释在温度低于零下4摄氏度（华氏25度；269K）的冰上仍可滑冰的原因，而这通常正是滑冰的地方。

第二种描述冰摩擦系数的理论表明，表面冰分子不能恰当地与下面的冰分子结合（因此可以像液态水分子一样自由移动）。这些分子保持在半液体状态，无论任何物体对冰施加怎样的压力，都能提供润滑作用。然而，应用原子力显微镜的实验显示，冰面摩擦系数很高，这一假设的重要性受到质疑[48]。

第三种理论是“摩擦发热”，它表明材料的摩擦是冰层融化的原因。然而，这一理论并不能充分解释为什么冰即使在零度以下静止不动时也会很滑[47]。

冰摩擦综合理论考虑了上述所有的摩擦机制[49]，该模型可定量估算冰与各种材料的摩擦系数，并作为温度和滑移速度的函数。在与冬季运动和冰上车辆轮胎有关的典型情况中，因摩擦加热导致的薄冰层融化是打滑的主要原因。控制冰摩擦特性的机制仍然是当前一个活跃的科学研究领域[50]。

自然形成

挪威阿尔塔附近高原上的羽状冰，这种晶体一般形成于摄氏零下30度（华氏-22度）以下。

冰冻圈是指地球表面所有部分的水都以凝固状态存在的术语，冰是全球气候的重要组成部分，特别是在水循环方面。冰川和积雪是淡水的重要储存机制。随着时间的推移，它们可能升华或融化。融雪是季节性淡水的重要来源。世界气象组织根据冰的来源、大小、形状、影响等定义了数种冰[51]。笼形水合物是冰的一种形式，其中含有被困在其晶格中的气体分子。

海洋中的冰

冰島海岸边四噸重的浮冰
主条目：海冰

海洋中的冰可能是漂浮在水中的浮冰、冻结在海岸线的固定冰或附着在海底的锚冰。从冰架或冰川上崩解（断裂）的大冰块可能成为冰山。海冰可被洋流和风力挤压到一起形成高达12米（39英尺）的冰脊。穿越海冰区的船只必须沿开裂的“冰隙”（polynyas）或“导缝”（leads）中行驶，或需要使用称为破冰船的特种船舶。

陆地和建筑物上的冰

冻雨过后秃枝上的结冰。

陆地上冰的范围包括从最大类型的冰盖到较小的冰冠、冰原，再到冰川、流冰以及雪线和雪原等等。

积冰是北极和近北极区溪谷中形成的层状冰。河床中形成的结冰阻塞了地下水的正常流出，并造成当地地下水位的上升，使得水流在冻结层顶部溢出。然后，这些水流会被再次冻结，导致地下水位的进一步上升，这一过程重复循环，其结果是产生出常厚达数米的层状积冰。

冻雨是一种称为冰暴的冬季风暴，降雨后会结冰形成雨淞。冰也可能形成外观类似钟乳石的冰柱，或在滴水时被再次冻结成类似石笋的形状。

“冰坝”一词有三种含义（下文讨论其他含义）。在建筑物上，冰坝是屋顶斜坡上的积冰，它会阻挡雪水的正常流逝，并可能导致建筑物漏水损坏。

河流和溪流中的冰

一条冻结的小溪。

流水中形成的冰块比静止水域中形成的积冰更参差更稳定。当碎冰堆积起来时，凌汛（有时称为“冰坝”）是河流上最大的冰害，它会引发洪水，损坏河流内或附近的构筑物以及河流上的船只，凌汛还可能会导致一些水电设施完全关闭。冰坝是冰川运动造成的堰塞，可能会形成冰前湖。河流中大量的流冰也会损坏船只，需要使用破冰船才能保持通航。

冰圈是河流中被水包围的圆形冰[52]。

煎饼冰通常是在不太平静的水面区所形成。

湖泊中的冰

沿岸边平静水面形成一层逐渐扩散的薄薄冰层，然后向下结冻。湖面冰一般有四种类型：初始、次生、叠加和聚结[53][54]。初始冰最先出现；次生冰在初始冰下方形成，其方向与热流流向平行；而当降雨或水流从冰层裂缝中渗出时，则会在冰面上形成叠加冰，冰裂缝通常会随冰面积雪的累积而下沉。

当浮冰被风吹送聚集在迎风侧岸边时，便会形成湖架冰。

烛状冰是蜂窝状冰的一种，凝结成垂直于湖面的柱状冰。

当冰膨胀和/或强风推动大量积冰涌上湖岸时，则会发生冰壅现象，这通常会替换构成湖岸线的沉积物[55]。

空气中的冰

车辆挡风玻璃外的结冰。

雾凇

当小水滴在冰冷的物体上结晶时，便会形成雾凇。这可在雾天夜晚温度下降时观察到。软凇中含有大量滞留的空气，因此呈现为白色而非透明，其密度约为纯冰的四分之一，而硬凇的密度则相对较高。

冰珠

主条目：冰珠
堆积的冰珠

冰珠俗称“雪沙子”，是一种由半透明小冰球构成的降水形式，这种形式的降水也被美国国家气象局称为“雨夹雪”[56]（在英式英语中，“雨夹雪”是指雨和雪的混合物）。冰珠通常比冰雹小[57]，在撞击地面时常会弹跳，除非与冻雨混合，它们一般不会凝结成固体。冰珠的航空例行天气报告代码为“PL”[58]。

当一层上下方气温都处于亚冰点的暖气团出现在地表上方1500到3000米（4900-9800英尺）高空时，就会形成冰珠。这将导致穿过该暖气团的雪花部分或全部融化，当它们下降至距地表较近的亚冰点空气中时，又会重新凝结成冰珠。但如果暖气团下方的亚冰层太薄，水滴则没有时间再次凝结，地表将会出现冻雨。气温曲线图显示，在寒冷季节，地面上方的暖气团层最可能出现在暖锋生成前[59]，但偶尔也可能出现于冷锋过后。

冰雹

主条目：冰雹
直径约6厘米（2.4英寸）的大冰雹。

与其他降水一样，当过冷水滴与尘埃、污垢等凝结核接触凝固时，在风暴云中就会形成冰雹。风暴中的上升气流将冰雹吹向云层上部，上升气流消散后，冰雹落下，又回到下方上升气流中，然后再次上升。冰雹的直径为5毫米（0.2英寸）或更大[60] 。在航空例行天气报告代码中，“GR”是指直径至少为6.4毫米（0.25英寸）的较大冰雹，而“GS”表示较小的冰雹[58]。据报道，略大过高尔夫的冰雹是最常见的冰雹尺寸之一[61]。冰雹可长到15厘米（6英寸），重量超过0.5公斤（1.1磅）[62]。在大冰雹中，进一步凝结释放的潜热可能会融化冰雹外壳。然后，冰雹可能会经历“潮湿增长”，液态外壳会聚集其他更小的冰雹[63]，形成一层冰壳，并随着每次上升而变得越来越大。一旦冰雹变得太重而无法被风暴中的上升气流支撑时，它就会从云中落下[64]。

冰雹形成于强雷雨云中，特别是那些上升气流剧烈、液态水含量高、垂直范围大、水滴大以及大部分云层低于摄氏零度（华氏32度）冰点的云层[60]，产生冰雹的云团通常可通过其绿色的颜色来识别[65][66]。冰雹生长速率在摄氏零下13度（华氏-9度）左右达到最大，在零下30度（华氏-22度）以下变得非常小，因为过冷水滴变得稀少。正因如此，冰雹在中纬度大陆内最常见，因为当结冰高度低于11000英尺（3400米）时，冰雹形成的可能性更大[67]。夹带干燥空气进入大陆上空的强雷暴可通过促进蒸发冷却来增加冰雹的频率，从而降低雷暴云的结冰高度，使冰雹体积得到更大的增长。因此，尽管热带地区的雷暴频率比中纬度高得多，但实际上冰雹并不常见，因为热带上空的大气层在更大深度上往往趋于更温暖。热带地区的冰雹主要发生在高海拔地区[68]。

降雪

主条目：雪和雪花
1902年，威尔逊·班提拍摄的雪花。

当微小的过冷云滴（直径约10微米）凝固时，就会形成雪晶，这些液滴能够在低于零下18摄氏度（255K；华氏0度）的低温下保持液态，因为要凝固，液滴中的一些分子需要偶然聚集在一起，形成类似于冰晶格中的排列。然后液滴在这一“核”周围凝固。实验表明，云滴的这种“均匀”成核作用仅发生在零下35摄氏度（238K；华氏-31度）以下气温中[69]。在较温暖云层中，雾滴中必须存在（或与之接触）成核作用的气溶胶粒子或“冰核”。目前对哪些粒子可构成有效冰核的了解还不充分—所知道的是，与形成液滴的云凝聚核相比，它们非常罕见。粘土、沙漠尘埃和生物颗粒可能都起作用[70]，但程度尚不清楚。人工降雨中使用了人造核[71]，然后水滴通过水蒸气在冰表面凝结而增长。

冰晶

主条目：钻石尘

所谓钻石尘，也被称为冰针或冰晶，是由高空中湿度稍高的空气与地表附近较冷空气在接近摄氏零下40度（华氏-40度）的气温下混合而成[72]。国际每小时天气报告中，钻石尘的航空例行天气报告代码为“IC”[58]。

消融

主条目：烧蚀

冰的消融是指它的融化和溶解。

冰融化意味着水分子间氢键的断裂，固体中分子的有序排列状态被打乱，固体熔化成液体。这是通过将冰的内部能量增加到熔点以上来实现的。当冰融化时，它吸收的能量相当于将等量水加热至80摄氏度所需的能量。融化时，冰表面温度保持在0摄氏度不变，融化过程的速率取决于能量交换过程的效率。在淡水中，当水温 T∞ 低于3.98°C时，冰表面仅通过自然对流融化，其融化速率与水温呈线性关系；当 T∞ 等于或大于3.98°C时则呈超线性关系，速率与（T∞ − 3.98 °C)α成正比，其中：T∞ 远高于8°C时，α = 5/3；当 T∞ 介于二种温度之间时，α = 4/3[73]。

在含盐环境条件下，溶解而非融化通常会导致冰的消融。例如，北冰洋的水温常年低于消融海冰的熔点，海冰从固态到液态的相变是通过盐和水分子的混合来实现的，就像糖在水中的溶解一样，即使水温远低于糖的熔点。因此，溶解速率受到盐传递的限制，而熔化则可以更高的速率发生，这是传热的特征[74]。

人类活动中的作用

几个世纪以来，人类一直使用冰来冷却和保存食物，起先是依靠采集各种形式的天然冰，后来过渡到机械制冰。冰也对各类交通运输和冬季运动提出了挑战。

冷却

长期以来，冰一直被视为一种冷却手段。公元前400年的伊朗，波斯工匠们就已掌握了在盛夏沙漠中储存冰块的技术。在冬季，大量冰块从附近山区被运来，储存在专门设计的“雅克查尔”（yakhchal）—意为储冰塔的天然制冷“冰库”中。这是一座厚壁的巨大地下空间（高达5000米3、地基至少厚达两米），采用一种由沙子、粘土、蛋清、石灰、山羊毛和灰烬按特定比例混合，称之为“ 萨鲁伊”（sarooj）的特殊砂浆砌成，可完全隔热隔水。这种储冰塔内通常挖有一口坎儿井，并且带有“捕风装置”系统，可在夏季将室内温度轻松降至寒冷的程度。这些冰主要被用来冷藏皇室食物。

采冰

1905年，歇根州圣克莱尔湖上的采冰。

16-17世纪，英国工业产业蓬勃兴起，当时泰晤士河口沿线低洼地区在冬季常被洪水淹没，人们将采集的冰块装在手推车中，跨季节储存在隔热木屋中作为一项供应品提供给通常位于乡间庄园的冷库，大量用作远海渔获保鲜。传说这是一名英国人仿照在中国所看到的做法。早在1823年，英国就从挪威大量进口冰块了[75]。

在美国，第一批冰块于1799年从纽约市运往了南卡罗来纳州查尔斯顿[75]。到19世纪上半叶，采冰已成为一项大生意。被称为“冰王”的弗雷德里克·都铎（FredericTudor）一直致力于开发用于长途运冰的更好保温产品，尤其是到热带地区的冰块，这种交易被称为“冰贸易”。

的里雅斯特向埃及、科孚岛和扎金索斯运送冰块；瑞士则向法国提供冰块；德国的冰块有时来自巴伐利亚湖泊[75]，而匈牙利国民议会大楼则用冬季从巴拉顿湖采集的冰块来降温。

冬季的冰块被储存在冰窖中，以便它们能全年可用。早期的冰箱被称为冰柜，通过放置在里面的冰块来降温。在许多城市，夏季定期提供冰块配送服务并不罕见，但随着人工制冷技术的出现，该项服务被逐步淘汰。

冰雪雕塑活动仍需要采冰，如，每年的中国哈尔滨国际冰雪节都要用摆锯从松花江冰面取冰[76]。

制冰

19世纪末制冰厂的布局。

目前冰以工业规模生产，应用范围涉及食品储存和加工、化学制造、混凝土搅拌和养护以及消费或包装冰等[77]。大多数商业制冰机使用多种技术生产三种基本类型的碎冰：片状、管状和盘状冰[77]。大批量制冰机每天可生产多达75吨的冰[78]。2002年，美国有426家商业制冰公司，总出货价值达59548.7万美元[79]。家用冰箱也可以用内置制冰机制冰，通常会制作出食用冰块或碎冰。制作冰块的独立制冰机器通常被称为冰机。

交通运输

积冰会对陆上、海上和空中交通安全带来挑战。

陆上交通

铰接式公交车在冰上失控。

道路结冰是一项冬季高风险交通危害。路面黑冰很难被看到，因为它缺少预料的结霜表面。每当在接近熔点的温度下出现冻雨或降雪时，车窗上通常会结冰。安全驾驶需要清除积冰。冰铲是一种用于刮除窗户积冰的工具，但除冰可能是一件费时费力的事情。

在气温远低于冰点的情况下，窗户内表面可能会形成一层薄薄的冰晶。这通常在车辆行驶一段时间后发生，但如果车外温度非常低，也可能发生在行驶途中。驾驶员呼吸中的水分是晶体的水源。清除这种结冰比较麻烦，所以人们通常在停车时稍微打开下车窗，让湿气散去，现在的汽车通常都有后窗除霜器来解决该问题。类似的问题也可能发生在家中，这也是许多寒冷地区需要双层玻璃窗来隔热的原因之一。

当室外气温长时间保持在零度以下时，湖泊和其他水体表面会结成非常厚的冰层，虽然有流水的地方需要更冷的气温才能结冰。冰层可能变得足够厚，能让汽车和卡车在上面行驶。但要安全驶过冰面，冰层厚度至少需要30厘米（1英尺）厚。

水上交通

休伦湖船只冰面航道，背景是破冰船。

对于船舶来说，积冰存在两种不同的危害。首先，水雾和冻雨会在船舶上层建筑上形成足以让船体不稳定的积冰，需要用蒸汽软管将其切断或融化。其次，冰山–漂浮在水中的大块浮冰（通常在冰川入海时形成）–如果在航行中被船只撞到，可能会很危险。冰山曾造成了许多船只的沉没，其中最著名的是泰坦尼克号。对位于极地附近的港口而言，无冰，理想情况下全年无冰是一项重要优势，如俄罗斯的摩尔曼斯克和百沙摩（曾属于芬兰）以及挪威的瓦尔德等，它们都可通过破冰船开道成为常年不冻港。

空中交通

机翼前缘的雾凇冰，部分由黑色充气靴消除。

对飞机来说，结冰会造成许多危险。当飞机爬升时，会穿过不同温度和湿度的空气层，其中一些可能会产生结冰。如果机翼或操纵面结冰，可能会对飞机的飞行性能产生不利影响。在首次横渡大西洋期间，英国皇家空军飞行员约翰·阿尔科克（John Alcock）上尉和阿瑟·惠滕·布朗（Arthur Whitten Brown）中尉就遇到了这种结冰情况—布朗不得不离开驾驶舱，数次爬上机翼，清除覆盖在所驾驶的维克斯-维梅轰炸机发动机进气口处的积冰。

往复式内燃机易受结冰影响的关键脆弱点是化油器。当空气通过化油器吸入发动机时，局部气压降低，从而产生绝热冷却。因此，在接近冰点的潮湿条件下，化油器会更冷，且容易结冰。这将影响发动机的进气量，并导致发动机故障。为此，装有化油器的往复式发动机飞机都配备了化油器进气加热器。但由于现在越来越多地采用了不需要化油器的燃油喷射，这使得复式发动机的“化油器结冰”问题出现的越来越少。

喷气式发动机不会发生化油器结冰，但最近的证据表明，在某些大气条件下，发动机内部结冰可能比以前认为的更容易造成减速、熄火或损坏。大多数情况下，发动机可以快速重启，飞行不会受到威胁，但目前仍在继续研究以确定产生这种结冰的确切条件，并找到防止或逆转飞行中结冰的最佳方法。

娱乐和体育

主条目：冬季运动
17世纪荷兰画家亨德里克·阿维坎普的《滑冰乐趣》。

冰在冬季娱乐和许多运动中也起着核心作用，例如滑冰、巡回滑冰、冰球、班迪球、冰钓、攀冰、冰壶、冰上扫帚球和有舵雪橇、无舵雪橇及俯式冰橇比赛。在冬季奥运会期间，每四年在冰上开展的许多不同运动都会引起国际关注。

一种桨叶帆船产生了“冰帆运动”项目，另一项运动是“冰上赛车”，在这项运动中，车手必须在湖冰上加速，同时还要控制车辆打滑（在某些方面类似于土路赛车），这项运动甚至被修改为在溜冰场举行。

其他用途

冰镇降温

  • 冰被用来冷却和保存冰柜中的食物。
  • 食用冰块或碎冰可用于冷却饮料。当冰块融化时，它会吸收热量并使饮料保持在0摄氏度（华氏32度）左右。
  • 冰是蓄冰空调系统的一部分，通过电池或太阳能风扇将热空气吹过冰块来降温，这在断电和标准（电动）空调不工作的酷暑期间尤其有用。
  • 将冰袋紧贴在身体某部位上（像其他冷敷一样）可起到消肿（通过减少血流量）和镇痛的作用[80]。

结构材料

1983年货运作业期间的南极洲麦克默多站冰码头。
  • 1973年，工程师们利用浮冰巨大的强度建造了南极洲首座浮式冰墩码头[81]，此类冰码头主要用于装卸船运货物。船队操作人员在冬季麦克默多湾自然形成的22英尺（6.7米）厚海冰上建造了该浮动码头。冰墩码头的使用寿命为三到五年。
    位于芬兰凯米冰雪城堡冰酒店的冰制餐厅。
  • 由大块厚冰或喷水建造的建筑物和冰雕大多都为装饰性的（如冰雪城堡）[82] ，并不适合长期居住。一些寒冷地区会季节性存在冰雪酒店，而冰屋是另一类临时性建筑，主要由雪制成。
  • 在寒冷气候下，会定期在结冰的湖泊和群岛地区修筑道路，甚至会临时将铁路也建在冰上[82]。
  • 二战期间，盟军哈巴谷工程计划用派克瑞特（掺冰木纤维）来建造军舰，尤其是航空母舰，因为用这种材料建造的舰只和大型甲板能完全抵抗鱼雷的打击。先是建造了一艘小型原型舰[83]，但在全面开造前，因战争形势的发展这种船舰不再被需要。
  • 冰甚至被用作乐器材料，如挪威打击乐手泰耶·伊松赛特(Terje Isungset) 用冰雕琢出了各种“冰雪乐器”[84]。

特殊的冰

主条目：挥发成分

其他数种挥发性物质的固态相也被称为“冰”；通常，如果挥发物的熔点高于或约为100 K，则就将其归类为冰。最著名的例子是干冰，即二氧化碳的固体形式。

在一些绝缘磁性材料中，也实现了冰的“磁性模拟”，其中磁矩模拟水冰中质子的位置，并遵守类似于伯纳尔-福勒冰规则的能量约束，这是由水冰中质子构型的几何不稳定性所引起，这些材料被称为自旋冰。

参见

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延伸阅读

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维基文库中的相关文本： 《欽定古今圖書集成·方輿彙編·坤輿典·冰部》，出自陈梦雷《古今圖書集成》
冰晶型
Ice block
Ice block
冰衍
冰河期
大气
污染 / 质量
排放
Carson Falls on Mount Kinabalu, Borneo
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