Лёд VII бывает твёрдым при температуре выше 100 °C

Почему лёд не обязан таять при 100 °C

Сто градусов — не универсальная граница плавления. При обычном атмосферном давлении это температура кипения воды; лёд же тает около нуля. И кипение, и плавление зависят от давления: меняется баланс условий, при которых устойчивы жидкая и твёрдая вода.

Если давление очень велико, молекулам становится энергетически выгоднее расположиться в плотной кристаллической структуре. Так возникает лёд VII — одна из форм льда, отличающаяся от привычного льда в морозилке. Давление не охлаждает воду, а сдвигает условия, при которых твёрдая фаза может сохраняться.

Кристалл, созданный давлением

В обычном льду молекулы воды образуют относительно рыхлую структуру. В льду VII расположение молекул плотнее, а кристаллическая решётка — кубическая. Важно не само число на термометре, а сочетание температуры и давления: при нужном давлении эта плотная структура остаётся устойчивой даже выше 100 °C.

Поэтому фраза «лёд выше ста градусов» не означает, что обычный кубик льда можно нагреть в кастрюле и сохранить твёрдым. Без колоссального давления он растает задолго до этого. Лёд VII — пример того, как вещество меняет свою внутреннюю организацию, когда привычные условия перестают быть привычными.

Где такие условия имеют значение

Подобные фазы важны при изучении областей с огромным давлением, например внутренних слоёв водосодержащих планет. Там вода может существовать не как знакомая жидкость или обычный лёд, а в одной из плотных кристаллических форм. Одна и та же молекула H₂O при этом остаётся водой — меняется то, как молекулы упорядочены вокруг друг друга.