Между давлением и точкой замерзания (плавления) воды наблюдается интересная зависимость (см. таблицу).
| Давление, атм | Температура плавления льда, °C | Изменение объёма при кристализации, см3/моль | Давление, атм | Температура плавления льда, °C | Изменение объёма при кристализации, см3/моль |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0,0 | −1,62 | 5280 | −10,0 | 1,73 |
| 610 | −5,0 | −1,83 | 5810 | −5,0 | 1,69 |
| 1970 | −20,0 | −2,37 | 7640 | 10,0 | 1,52 |
| 2115 | −22,0 | 0,84 | 20000 | 73,8 | 0,68 |
С повышением давления до 2200 атмосфер температура плавления падает: с увеличением давления на каждую атмосферу она понижается примерно на 0,0075 °C. При дальнейшем увеличении давления точка замерзания воды начинает расти: при давлении 20 670 атмосфер вода замерзает при 76 °C. В этом случае будет наблюдаться горячий лёд.
При нормальном атмосферном давлении объём воды при замерзании внезапно возрастает примерно на 11%. В замкнутом пространстве такой процесс приводит к возникновению громадного избыточного давления до 2500 атм. Вода, замерзая, разрывает горные породы, дробит многотонные глыбы.
В XIX веке было обнаружено явление режеляции льда, которое можно продемонстрировать на опыте. Поставим на два столбика прямоугольный ледяной брусок. Перекинем через него тонкую стальную проволоку (диаметром 0,1 мм) и подвесим на ней груз массой 3 кг (см. рис. а). Все это оставим на лёгком морозе. Важно, чтобы температура на улице была лишь немногим ниже нуля. Примерно через сутки мы обнаружим, что проволока и гиря лежат на земле, а на столбиках стоит наш ледяной брусок, целый и невредимый. Если бы мы в течение опыта выходили на улицу, то увидели бы, как постепенно проволока опускается, как бы разрезая ледяной брусок (см. рис. б, в, г), никакого разреза не остаётся – выше проволоки брусок оказывается монолитным.
Долгое время думали, что лёд под лезвиями коньков тает потому, что испытывает сильное давление, температура плавления льда понижается и лёд плавится. Однако расчёты показывают, что под коньками температура плавления льда уменьшается примерно на 0,1 °C, что явно недостаточно для катания, например, при –10 °C.
Почему в описанном опыте груз подвешивают к тонкой проволоке, а не к широкой металлической ленте?
Режеляция — явление смерзания ледяных кристаллов и отдельных массивов льда в местах их соприкосновения, находящихся в условиях повышенных давлений. В результате повышенного давления в начале процесса режеляции происходит плавление кристаллов льда и перемещение образующейся воды в места меньшим давлением, где она вновь замерзает, спаивая в единый массив отдельные кристаллы или куски льда. В описанном опыте использовали тонкую проволоку, а не широкую металлическую ленту, чтобы уменьшить площадь соприкосновения и тем самым приложить большее давление.

