一亿摄氏度的水蒸气骤降到一百度，会结冰吗

每个人的生存都是不容易的，不单单人类，还有其他生物，都离不开地球提供的资源，例如氧气，每个人每天都要呼吸氧气，排出二氧化碳，二氧化碳再由植物吸收过去，进行光合作用，形成完美的循环。水作为人类生存的生命之源，有及其重要的地位。水有三种形态，分别是气态、固态和液态，会随着温度的变化形态发生改变。水在2000摄氏度下，会变成冰。

在很多人的固有认知中，水只有这三种形态，其实并非如此，水是有第十八种冰的，这是科学家通过不断实验研究出的一大成果，很多人都不理解第十八种冰是什么，它被称为冰十八，水在零摄氏度时会凝结成冰，当水温达到100摄氏度时，又会变成水蒸气。想必大家都没听说过水温达到2000度会是怎样的变化，水的沸点是100摄氏度，它怎么可能会达到2000度呢？我们之所以有这种固定认知，是由于我们长期生活在标准大气压的环境下，水的气压随温度发生改变，如果气压发生改变，水将会有更大的变化。无论水的融点还是沸点都将提高，只要气压足够高，水将会变成一个无法想象的东西，前提是在温度达到2000摄氏度的时候才可以实现。

曾经旅行者2号在环游太空时，仔细研究过天王星系统，发现了十一个新卫星和两个环形系统，显示的数据引人深思，按道理来说，星球的磁场有南北极之分，旅行者传来的数据显示天王星的磁场非常复杂，它的自转方向也颇有不同。不仅冥王星，海王星也出现过这种现象，从这种现象可以肯定是反常的，所以科学家便猜测在极端压力或者极端温度的条件下，水会呈现出另一种反常的状态，那就是冰十八，以一种冰的形式存在，刷新很多人的认知。

水的新形态的发现给我了为新的认识，对水的认识有了更深的了解，让我们更好地观察水的变化，扩展人类的认识边界。虽然水是我们日常最为常见的资源，但是对其认识都是停留于三种形态中。

先说结论：在限定体积的情况下，降温至0摄氏度以下会导致部分的水结冰。但结冰过程又会使得压强增大，反过来提高进一步结冰的难度，形成一个负反馈。

因此，虽然水在恒压下具有固定的凝固点，但在恒定体积时，需要持续降温才能不断结冰。在结冰过程中，压力会随着相图中的固液二相线不断爬升，直至所有水都凝固为止。

通常的相图都是压力-温度相图，但本题涉及的是一个定容相变问题，所以简单看相图还是不容易看出结论来的。

首先，我们要知道，常压下水结冰后，密度大约会降低为水的91.7%

水-冰密度随温度变化

如果没有任何限制，水在结冰后，密度的降低会导致体积膨胀。但题中限定了容器体积，这相当于我们要把膨胀后的冰重新压缩并塞回容器中，等于给冰施加了一个100%-91.7%=8.3%的压缩应变。

0摄氏度时，冰（Ih相）的体积模量为8.6 GPa（指压缩单位比例体积所需的压强，见Elastic Constants, Bulk Modulus, and Compressibility of H2O Ice Ih for the Temperature Range 50 K–273 K），因此，如果所有的水都结冰（先假设冰保持Ih相不发生相变），以上应变最大能带来8.3%*8.6=0.71 GPa的压强.

而从水的相图可以知道，在0摄氏度附近，凝固点是随着压强的增大逐渐降低的。

部分水凝固之后导致压强增大，会进一步降低凝固点，阻止更多的水凝固，从而形成一个负反馈。

因此，只有持续降低温度，才能增大凝固的比例。这个过程中，压强会沿着固液二相线爬升，直至温度足够低，将所有水都凝固为冰为止：

不过上述过程是低压下的一个近似，在更高的压强下，冰/水的密度比会发生变化。更重要的是，普通的冰（六次对称的Ih相）在209.9 MPa时会发生结构转变，转变形成新的III以及更高压下的V相。这些相的密度、模量与普通的冰都不一样，所以具体要降低到多少温度才能完全凝固，需要结合这些高压相的具体数据才能进一步定量讨论。

水在0摄氏度以下由液态凝聚为固体状态，会结冰。

水结冰需要的条件：

1、结冰要使温度小于等于0摄氏度

2、要求在水中有冻结核。有了冻结核，乱动着的水分子才能按冰的晶体结构排列起来。江河湖海的水，城市里用的自来水等都含有杂质，这些杂质就是冻结核。

如果在一杯纯净的水里放一些小小的冰晶体，或者沙粒，水分子有了核心或有依附而按冰的晶体结构排列起来，成为冰。

扩展资料

水和很多其他物质都不同，比如在一个大气压下，水的密度最高的时候是4℃，低于或者高于这个温度，水的密度都会变低，所以冰才会浮在水面上，其他常温下的液态物资却不具备这种特性，因为通常都是固体的时候密度较大，液态和气态的时候次之。

在不同的地方和环境中，水状态也是不一样的，在地球的表面，因为气压和温度的适宜，所以地表的水大都是液态的，当温度降到零度的时候，水就会结成冰，而在一个大气压下把水加热到一百度的时候，水就会汽化成水蒸气。