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王大发财 @ 2015.03.24 , 17:00
Quora精选：不破容器内的水在无法膨胀的前提下会不会结冰？
如果我将水置于一个牢不可破的容器里，并且没有任何多余空间能够膨胀，把温度降到凝结点，水是否能够结冰？
或者这样说，我们能否单靠通过抑制水的膨胀阻止水结成冰？有人这样试过么？
嗯，这个实验有人做过的。试验结果要看容器壁的强度，在最终撑爆容器之前依然会保持液态。如果真的是牢不可破(这在物理学上是不可能办到的，不过我们做出一个接近牢不可破的容器)，那么水会成为一种奇异状态的冰。
下面这张图表标出了可能的结果。
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横轴代表温度，纵轴代表压力。图片中心的红点是0摄氏度，也就是凝结点。在100kPa或者叫一个标准大气压下，只要温度在0摄氏度以下，水便结成冰，也就会膨胀。
不过如果容器壁足够结实能够阻止水的膨胀，那么压力就会上升，水不会继续膨胀。
压强继续增加，就变成了容器壁和结冰过程之间的千古之战。随着压力继续飙升，我们假设已经远远超过10000个大气压，如果你的容器无法撑住这么大的压强(实际上没有什么材料能撑到这里)，那么容器将解体，水会膨胀。
好，现在我们假设你的容器很强大，几万个大气压还是不足以撑爆，水就会被迫结晶。这时候水不会以冰结晶的正六边形结晶，取而代之以金字塔形状的“冰六”(Ice VI)结晶。六边形结构占用的空间很多，所以冰要比水疏松。不过冰六可比水更密实，所以水不会膨胀反而收缩。容器内的压力自然不会继续增长。
根据你设计实验的方法不同，你可能得到许多其它形态的冰。
不过这些冰也只能在实验室内看到，用超强容器确实可以保持超冷水(super chilled water，0摄氏度下依然保持液态)一段时间，不过迟早容器都要爆。