冰变成水蒸气的原理

冰变成水蒸气的过程叫作升华，直接从固态跳过液态变成气态。冰块放在冰箱冷冻室长期存放会逐渐变小，这就是升华现象。冬天户外晾的衣服即使温度低于零度也能干，冰晶直接变成水蒸气消失。高山上的积雪在寒冷天气也会慢慢减少，表面冰晶直接升华成气体。这个过程需要吸收大量热量，冰分子获得足够能量后摆脱固态结构束缚。

水蒸气在特定条件下也能直接变成冰，这一过程叫凝华。冬季窗户玻璃内侧出现的霜花就是空气中的水蒸气遇到冰冷表面直接形成的冰晶。干冰（固态二氧化碳）常用于人工降雨，干冰升华吸收周围热量使空气温度下降，水蒸气凝华成冰晶。真空环境下冰更容易升华，宇航员头盔面罩上的冰晶会直接变成气体消失。这种现象在食品冷冻干燥技术中得到应用，先冷冻再抽真空使水分直接升华。