水结冰过程的温度变化

水结冰时温度变化遵循明确规律。水从液态转为固态过程中，温度降至0摄氏度时开始结冰。这一阶段温度保持恒定，冰晶逐渐形成。冰晶结构中水分子排列成六角形网格，释放热量称为凝固热。整个冰层形成过程中，温度维持在0度，直到全部液体转变为固体。冰箱制冰盒中观察到的现象正是这一过程的体现，水杯边缘先结冰，冰层逐渐向中心扩展。

水结冰后温度会继续下降。当水完全转变为冰后，环境低温会使冰的温度低于0度。冰的热传导性比水低4倍，这导致冰箱中冰块表面温度比内部更低。北极冰川底部温度可达零下30度，而表面接近0度。冰的温度梯度形成自然对流，影响周围环境温度变化。冬季湖泊结冰时，冰层下的水温保持在4度，这是水密度最大时的温度，保护水生生物生存。