在零下40度的環境下不停地攪拌一盆水，這盆水會結冰嗎？

我們都知道，水有三種形態，固態，液態和氣態。而人們對溫度的也是根據水的形態來定義的。

簡單來講，一個標準大氣壓下，冰水混合物為0度，液態水沸騰的溫度為100度。

通常情況下液態水在零度以下就會成為固態冰，這就是水的相態變化，這種變化早已經深深印在我們腦海中。

不過在我們日常生活中，總會出現一些特殊情況。比如說，即使在標準大氣壓下，流動的水也不太容易結冰。如果你冬天去過東北三省，就有機會在零下十幾度的環境下，看到市區里的河水仍然在流動，而河水里蒸發出來的水汽，會在附近的樹木上凝結，成為美麗的“樹掛”。

其實，流動的水就相當于有人在不停地攪拌，讓液態水一直處在運動中。

那么如果在零下40度的環境中，不停地攪拌一盆水，讓那盆水就像流動的水那樣，這盆水會結冰嗎？

首先我們需要弄明白液態水結冰成固態的原理。

有人可能會說，只要溫度低于零度，液態水不就結冰了嗎？這不就是原理嗎？

我們看到的只是一種宏觀的表象，其實還有更本質的機理在里面。

常溫下（0度以上）水是液態的，液態水分子中包含有很多單個水分子，同時也有締合水分子。什么是締合水分子？它是由多個水分子結合形成的，多個水分子的結合體，可以認為是大分子團。締合水分子之間的距離通常會比單個水分子之間距離要大。

當溫度升高，水分子運動速度就會變快，意味著水分子之間的氫鍵斷裂的可能性就會變大，水的流動性變快，更趨向于液態。而如果溫度繼續升高，達到100度以上，流動性有了質的變化，水就成為了氣態。

如果溫度低于零度，締合水分子的占比會明顯增多，結果就是液態水凝結成固態，也就是締合水分子形態。

事實上，影響水形態的因素除了最主要的溫度，還有其他幾個因素。

首先能想到的就是大氣壓，畢竟在用水的形態定義溫度時，都有一個重要前提：一個標準大氣壓，這說明氣壓肯定對水形態有影響。

只不過在自然狀態下，氣壓的變化不會很大，氣壓的影響可以忽略。

不過科學家通過實驗可以讓氣壓對水的形態有非常明顯的影響。總的來說，氣壓越大，水從液態到固態的轉換所需的溫度就越高，言外之意，氣壓大了可以讓水結冰變得更容易。

還有一點就是水的含鹽量。鹽屬于礦物質，當這種礦物質溶解在液態水，會形成很多離子，與水結合成水合離物離子，這種粒子可以阻礙締合水分子的氫鍵結合，不讓締合水分子變得更多，這樣的話水就不容易結冰。所以說，水含鹽量越高，就越不容易結冰成固態。

最后一點，液態水想要變成固態冰，一般都需要有凝結核，當水溫低于零度時，締合水分子更傾向于在凝結核附近聚集，然后按照一定規則形成晶體并不太發展狀態，實際上這就是液態水結冰過程。

液態水里的各種雜質，包括細菌等微生物可以起到凝結核的作用。而我們常見的純凈水相對缺乏凝結核，所以即使溫度低于0度，也很難結冰。但如果向純凈水里加入一些物體，輕輕晃動一下，純凈水馬上就會結冰！

回到正題，在零下40度環境下，不停地攪拌一盆水，會結冰嗎？

微觀上講，這取決于兩種力量的較量，締合水分子之間的氫鍵作用力，還有就是不斷攪拌的力量打來的破壞力，要看這兩種力量哪個更強。

宏觀上講，仍舊是兩種力量的較量，不斷攪拌的力量，還有就是水的阻力。攪拌的力量實際上就是將機械力轉換為水分子內能，這可以提升水的溫度，抵消外界的低溫環境，阻礙液態水向固態冰過渡。

所以，最大的問題就是：不斷攪拌的力量到底有多大？

如果攪拌的力量非常大，速度非常快，完全可以彌補液體水的熱量散失到周圍環境的速度，仍舊會是液態水。不僅如此，如果攪拌力量足夠大，不但仍會是液態水，甚至可能變成氣態水。理論上還有可能直接把液態水攪拌成水“離子湯”！

當然只是理論上分析，現實生活中是很難做到的！