当水的温度达到零摄氏度的时候，水就会结冰，完成从液体到固体的相变，这是我们的常识。然而在有些时候，水会表现出比较诡异一面：它的温度明明已经远远低于零摄氏度，但是它就是不结冰，依然保持液体的状态，但只需要稍加震动，或者其他的一些干扰，比如说加入冰晶以及其他杂质，它就会迅速的冻结成冰。如下图所示。
像这种温度远低于零摄氏度却不结冰的水，我们称之为“过冷水”，有些“过冷水”的温度甚至可以达到零下几十摄氏度。那为什么出现这种奇怪的现象呢？今天我们就来讲一讲。在一个标准大气压下，水要从液态变为固态，必须要满足两个条件，第一是温度要小于等于零摄氏度，第二是要有晶核，这两个条件，缺一不可。
那么这个晶核是个什么东东呢？冰其实就是一种结晶体，水从液体到固体的转变，就是水结晶的过程。结晶的过程中必须要有固体的存在才可以完成，这个最初的固体就被称之为晶核。通常来讲，我们所接触到的水都是含有不少杂质的（自然界的水还含有大量的微生物，小伙伴们千万不要乱喝哟），这些杂质就被水用来当做晶核，当温度足够低时，水就会依附在这些天然的晶核上迅速结晶，成为固体。
而“过冷水”之所以不结冰，就是因为它缺少晶核。“过冷水”通常都是不含杂质的纯净水，由于水中没有可以用做晶核的固体物质，就算温度足够低了，它也不会结冰。这也就解释了当我们向“过冷水”里加入可以充当晶核的杂质时，“过冷水”就会马上结冰的原理。
那么，为什么在不加入杂质的情况下，只需要震动一下“过冷水”，它也会结冰呢？这是因为纯净的水也可以自己形成冰核，但这需要一定的条件。从物理的角度来讲，水要形成晶核，就必须要克服一个从液态到固态的能垒，这被称之为“晶界能”，而静止的水是不能自发的克服“晶界能”的，它需要额外的能量。
当我们震动“过冷水”的时候，其实就是给水注入了能量。得到了能量的“过冷水”中就会形成最初的晶核，晶核一旦形成，其他的水就会依附在上，并以几何速度迅速结冰。在外部条件不变的情况下，“过冷水”的温度越低，其需要克服的“晶界能”就越小，因此，远远低于零摄氏度的“过冷水”，只需要非常轻微的震动就能迅速完成结冰的过程。
现在我们看看在日常生活中，怎么可以获得“过冷水”呢？有了以上的知识，我们知道要获得“过冷水”，就必须满足三个条件，第一是温度低于零摄氏度，第二是水不能有杂质，第三就是要保持水的稳定，不能有震动。根据这些条件，我们可以去超市买一瓶纯净水，然后将它竖着放进冰箱的冷冻室，注意冷冻室的温度最好调到零下5摄氏度以下。等待一段时间之后（这个时间越长越好，推荐2天以上的时间，在这期间千万不要摇晃冰箱）。如果你买的纯净水足够“纯净”，而你的冰箱又足够稳定，那就恭喜你得到了“过冷水”。好好利用它的特性来玩上一玩吧！
