众所周知，水有固、液、气三种状态，而人们对于温度的感知，往往与水的形态变化密切相关。
简单地讲，在1个标准大气压下，水与冰混合的状态定义为0摄氏度，而水沸腾时的温度则为100摄氏度。
通常，液态的水在零摄氏度以下会转变为冰，固态的水，这是我们深植于心的水的相变过程。
然而，在我们的日常生活中，有时会遇到特殊情况。例如，流动的水在标准大气压下不太容易冻结。如果你曾冬季造访中国的东北地区，你可能会在零下十几度的环境中看到流动的河水，河水中蒸发的水汽在周围的树上凝结成美丽的冰挂。
实际上，流动的水就像有人不断搅拌，使水保持动态。
那么，在零下40摄氏度的环境中，不断搅拌一盆水，使其保持流动状态，这盆水会结冰吗？
我们首先需要了解水从液态到固态结冰的原理。
有人可能会认为，只要温度低于零度，水自然会结冰，这不就是原理吗？
然而，我们所见仅是宏观现象，背后还有更深层的机理。
在常温（零度以上）下，水呈液态，由单个水分子和缔合水分子组成。缔合水分子即由多个水分子聚合而成的大分子团，它们之间的距离通常大于单个水分子。
当温度上升时，水分子的运动加速，水分子间的氢键更易断裂，水的流动性增加，趋向于保持液态；温度进一步升高至100度以上时，水的流动性发生质变，转为气态。
若温度降至零度以下，缔合水分子的比例显著上升，导致液态水转变为固态冰。
实际上，除了温度，还有其他因素影响水的形态。
大气压是一个主要的考虑因素。在定义水的温度形态时，我们总是提到一个标准大气压，这表明气压对水的形态有重要作用。
在自然条件下，气压变化不大，故可忽略不计。但科学家通过实验发现，气压对水的形态影响显著。通常，气压越高，水从液态转为固态的温度也越高，意味着高压有助于水的结冰。
另一个因素是水的含盐量。盐作为矿物质，溶解于水形成离子，与水结合成水合离子。这些离子阻碍缔合水分子形成氢键，进而减少缔合水分子的数量，使得水不易结冰。因此，水的含盐量越高，结冰越困难。
最后，液态水结冰通常需要凝结核。低于零度时，缔合水分子更倾向于在凝结核周围聚集并形成晶体，这是液态水结冰的基本过程。
液态水中的杂质，包括细菌等微生物，可充当凝结核。而纯净水由于缺乏凝结核，即使温度低于零度也难以结冰。但如果在纯净水中加入一些物质并轻轻摇动，水会立即结冰。
回到之前的问题，在零下40摄氏度环境下搅拌一盆水，是否会结冰？
从微观角度看，这取决于缔合水分子间氢键作用力与搅拌产生的机械力之间的较量，看哪一方力量占优。
从宏观角度看，也是两种力量的对比：搅拌产生的机械力与水的内在阻力。搅拌的机械力实际上是转化为水分子的内能，这能提升水的温度，抵消外界低温环境，阻碍液态水向固态冰的转变。
因此，关键问题在于：搅拌的机械力到底有多大？
如果搅拌的速度足够快，产生的内能足以弥补水向周围环境散失的热量，水仍将保持液态。不仅如此，在极大的搅拌力作用下，水甚至可能直接转变为气态，理论上甚至可能搅拌成离子汤，尽管这在现实生活中极难实现。
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