水面壓強越小，沸點越低，同時凝固點越高。所以減小氣壓，使水沸點和凝固點接近，可能同時凝固和沸騰嗎？

01-06

九下物理教材講[能量的轉化和轉移的方向性]時有幅插圖，一杯水上面沸騰下面凝固。物理書上說不可能存在這種情況。【其實冰密度比水小，應該浮在上面】如果冰浮在水面上，這幅圖的情況有沒有可能實現？？(我問過初中物理老師，他說也不可能，說這幅圖不是密度的問題，而且能量轉化轉移方向性的問題)

樓上說三相點是有問題的。這裡有個基本的熱力學概念要搞清楚：

三相點——或者說相圖上的任意一個點，代表的是一個熱力學穩態。

穩態是不會發生相變的。

所謂三相點，指的是固液氣三相自由能相等，互相平衡的狀態。在這種情況下，水，冰，和水蒸氣三者可以共存。

$Delta G_{solid}=Delta G_{liquid}=Delta G_{gas}$

凝固和沸騰等，並不是兩相共存，而是相變的過程。而相變，不是平衡態！初中就學過零攝氏度的情況下，冰和水混合存在。如果想進一步融化的話，是要從外界吸熱的，因此，三相點並不能發生凝固或是沸騰，更不用說同時凝固和沸騰了。

相變，在相圖上必須是一條跨越分界的線！

想要同時沸騰和凝固，就要求把水從液態區，降低溫度和壓力，變化到氣相和固相更穩定，且氣固可以共存（否則沸騰和凝固只會發生一個）的情況下，也就是滿足：

$Delta G_{liquid}>Delta G_{gas}=Delta G_{solid}$

這就是下面那根粗紅線所反應的過程。紅線從液相區域經過三相點，沿著OB線往下走，這才是同時沸騰和凝固的過程。

最後再強調一下，平衡是穩態，相變則是打破舊平衡實現新平衡的非穩態過程，二者不可混淆，切記切記。

你要明確兩件事，一個是平衡態和非平衡態的區別，另一個是熱力學和動力學的區別。

書本上的模型，往往研究的都是平衡態的過程。但現實問題往往都是非平衡態的，所以這種思想實驗往往讓人費解。

沸騰和凝固，這種相變本身都是非平衡過程，它表示兩個熱力學穩態間的轉變。很多答主說的三相點，本身也是個平衡態，它意味著固液氣都可以存在，但不意味著水一邊沸騰一邊凝固。高票答主給出的方法，其實也有可討論的地方，首先這個轉變是蒸發不是沸騰，其次你可能得到的是過冷水（熱力學平衡不一定優先達到），而且這條線是不是平滑的我也很懷疑（可能無法操作）。

所以我建議還是拋棄熱力學平衡這種不切實際的幻想，放飛自我。想想看，你在長江頭用焊槍噴水，她在長江尾往水裡倒液氮，然後你們把長江河道起名叫杯子，不就實現杯子里的水同時沸騰和凝固了嗎！耶！

三相點

當物質處於三相點時，固液氣三種形式可以同時存在，微觀上，一個水分子可以隨意穿越三個形態。

但宏觀上，相變的時候需要吸收or放出相變熱，此時溫度場梯度為0，無法進行熱傳遞。

故不存在。

這叫做水的三相點，見下圖：

注意到水的氣態不是因為水的沸騰作用產生的，而是升華作用產生的。

冬日裡，我們取一塊冰放在低於冰點溫度的某處，等到一定時日後，這塊冰就消失了。這就是水的升華作用，也即水從固態不經過液態直接升華為氣態的過程。

在一定的氣壓下，水的固態、液態和氣態共存，此點對應的溫度點就叫做三相點溫度。

不記得是看哪本書，裡面有講水在數百個大氣壓下，冰點溫度是70多度，叫做熱冰。把熱冰拿到低氣壓（低真空）下，它就會出現題主所說的情況，一邊沸騰同時又存在熱冰。當熱冰全部氣化後，系統就不復存在了。顯見，這是一種很特殊的情況。

關於水的三相點，可參見任何一本《大學化學》課本，或者《物理化學》課本。

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有趣的是：玻璃居然與硅酸鹽的三相點有關，我也是在搞試驗時仔細閱讀了相關的著作和教科書，才意識到這一點的。

所以，三相點在玻璃製造工藝中具有非常重要的理論意義。

可以存在，把薛定諤的貓改成薛定諤的冷熱變換器即可。

很多答案都在說三相點的事，但是我要提醒你一下，「沸騰」這種東西是容器底部溫度遠高於沸點，水蒸氣產生的太多，加上強熱對流出現的效果。一杯穩定在三相點的水只會慢慢沒了，你觀察不到任何事情。

高等教育出版社，&<物理化學(上冊)&>第五版，281頁，單組分的相平衡，水的相圖，三相點。

當然可以。

若想整體可逆平衡，三個相的化學勢相同，如果是理想模型自然不可能出現。但是有時表面張力產生的附加壓力或者各相溶質對化學勢是可以有一定修正效果的。

此外造成局部相變也是可以的，畢竟熱傳導有速率限制。

這幅圖的情形可以實現。先把半杯水或液體製冷凝固成冰，再倒入半杯水或液體，然後放入密閉腔室抽真空，在腔室內氣壓降低的過程中，冰上的液體會因為氣壓降低到可以沸騰的點開始沸騰，這時的情況就是圖上的情形，杯子下面是冰上面是沸騰的液體，這個過程會帶走液體大量熱量，使其溫度逐漸降低到凝固點，這時沸騰的液體會在瞬間凝固，這時可以看到沸騰的液體瞬間靜止了。因為冰的融化或升華過程較慢，把杯子從腔室拿出來後，沸騰液體最後凝固這一瞬間的形狀可以維持很久。

水處於什麼相由分子間距決定。不同狀態分子間距不同，固態大於液態大於氣態。融化、蒸發、升華都是分子間距的變化。水分子間距受氣壓與溫度影響，所以從固態到氣態轉變中可以存在液態水，這就是三相點，固態到氣態轉變也是一個動態過程，所以完全存在冰與液態水沸騰共存現象。

存在。三相點。決定目前狀態的是初始

凍干機

凍到零下30攝氏度。抽真空

一大桶水一晚上就沒了