氷

• 水が冷却され、凝固して固体となった状態。
• 多くの物質とは異なり、液体よりも固体の方が密度が小さく、体積が大きくなるという特殊な性質を持つ。
• 加熱によって水温が100℃（沸点）に達すると、内部からも気化が始まる「沸騰」が起こる。

解説

一般に物質は液体から固体に変化する際、分子間の距離が縮まり体積が減少しますが、水は水素結合の影響で氷になると隙間の多い結晶構造を作るため、体積が増加し密度が減少します。この性質により、氷は水に浮き、寒冷地では水道管内の水が凍結・膨張することで管が破裂する事故が起こります。

また、液体の水を加熱すると温度が上昇しますが、100℃に達すると、液体の表面から気化する「蒸発」だけでなく、内部からも気化する「沸騰」が始まります。沸騰している間は、与えられた熱エネルギーがすべて状態変化（液相から気相への移行）に費やされるため、水温は100℃で一定に保たれます。この過程は加熱時間と温度の関係を示すグラフにおいて水平な線として現れます。