氷
氷は、凍った水の一般的な名称です。アンモニアやメタン、牛乳など、他の液体も凍ると氷と呼ばれることがありますが、それらは単に「氷」ではなく、例えば「ミルクアイス」と呼ばれます。液体の水は、非常に冷たくなると固体の氷になります。凝固点は摂氏0度（華氏32度または273ケルビン）です。
氷は家庭用の冷蔵庫や冷凍庫で作られるのが一般的です。冷凍庫に水を入れてしばらく置いておくと、水が非常に冷たくなり、固まって氷になるのだ。銅などの金属製の容器に水を入れると、早く氷になります。金属は熱伝導率が高いので、プラスチック製の製氷皿に入れるよりも早く水が凍ります。
バスケットの中の氷
ガラスの上の氷の結晶
氷ができるまで
他の液体とは異なり、水は凍ると膨張して氷となり、氷は水よりも密度が低いため、水の上に氷が浮く。これは非常に珍しいことです。他のほとんどの液体は、冷えると密度が高くなりますが、水の氷は重要な例外です。液体の水は、氷になると約9％膨張し、より大きな空間を占めるようになります。これは、水の分子同士が接近するのではなく、実際には離れているからです。氷の結晶の分子は、液体の水よりも密度が低くなるように配置されています。配管の中の水が凍ると、水道管が破裂することがあります。ガラス瓶の中の水が凍ると、瓶が破裂することもあります。岩の割れ目で凍った水は、硬い岩を引き裂くほどに膨張します。これは、山をすり減らし、岩を土にする重要な地質学的風化プロセスです。
物質が冷やされると、分子の振動が弱まり、コンパクトにまとまります。ほとんどの物質は、凝固点と呼ばれる温度に達すると、分子が結晶性の固体を形成します。ただし、ガラスやタールのように、まったく結晶化せず、超硬い流体を形成して、固体のように見える物質もあります。ヘリウムだけは凍りません。その他の物質は十分に冷やせば凍りますが、食用油、不凍液、ガソリン、窒素などの流体は、一般の人が経験しない温度で凍ります。
塩水
塩水は純水よりも低い温度で凍ります。凍った氷には、元の塩水よりもはるかに少ない塩分しか含まれていない。この事実を利用して、海水淡水化が行われることもある。塩分を含んだ氷は、純水を凍らせたものほど強くありません。同様に、氷の上に塩を撒くと、寒すぎなければ氷は溶けます。塩は徐々に氷に食い込み、その温度では凍らない塩水を形成します。
氷の地理的位置
氷は浮くので、海のように大きな水域が凍っても、表面にしか氷ができません。ほとんどの湖は底まで凍ることはありません。北極海のような最も冷たい海でも、表面だけが凍り、下には液体の海が循環しています。このため、地球の海は熱を再分配することができ、地球の気候は極端な暑さや寒さが少なくなっています。もし氷が浮くのではなく沈むとしたら、海は底から氷で満たされて固くなり、上部の一部だけが融けることになる。固まった海では、熱が循環しません。しかし、氷が表面に浮かんでいるため、下の水は循環し続けることができ、表面の氷は露出したままで、温度が上がるとすぐに溶けてしまいます。陸地にある大きな氷は「氷河」と呼ばれている。世界の氷の大部分は南極大陸にある。
氷河期
気候変動は常に起こっています。非常に寒いときは氷河期と呼ばれます。氷河期には、地球の非常に広い範囲が氷、雪、氷河で覆われます。氷河期の原因は複雑であり、理解するのは難しい。現在、地球温暖化が地球の氷資源に影響を与えていますが、その原因も非常に複雑です。
ドライアイス
また、二酸化炭素を凍らせた「ドライアイス」もある。ドライアイスを通常の空気にさらすと、無臭・無色の炭酸ガスが発生する。このガスは非常に冷たく、空気と混ざると、空気中の水蒸気を冷やして霧にし、濃い白煙のように見えるのです。劇場では、霧や煙の演出によく使われる。
水の中に入れるとドライアイス
質問と回答
Q:氷とは何ですか?
A:氷は、凍った水の通称です。
Q: 他の液体も氷と呼べるのでしょうか?
A:はい、アンモニアやメタン、牛乳などの液体も凍ると氷になりますが、通常は「ミルクアイス」のような固有名称で呼ばれます。
Q:液体の水が固体の氷になるのはいつですか?
A:液体の水は非常に冷たく、その温度が0℃の氷点に達すると固体の氷になります。
Q: 家庭で氷はどのように作られるのですか?
A:氷は、家庭の冷蔵庫や冷凍庫で作るのが一般的です。冷凍庫に水を入れてしばらく放置しておくと、水が非常に冷たくなって固まり、氷ができます。
Q: 容器の材質によって、水が凍って氷になるまでの時間は変わるのでしょうか?
A: はい、銅（または他の金属）の容器に水を入れると、より早く氷になることができます。金属は熱伝導率が高いので、プラスチックの製氷皿に入れるよりも早く凍ることができます。
Q: 水の凝固点は何度ですか?
A:水の凝固点は0℃（32°F、273K）です。
Q: なぜ、ある液体は凍ったときに違う名前になるのですか?
A:「ミルクアイス」のように、凍ったときに違う名前になる液体がありますが、これは通常、凍ったときの性質に影響を与える他の成分を混ぜているためです。
