Ice
An ice block
Physical properties
Density(ρ)	0.9167[1]–0.9168[2] g/cm3
Refractive index(n)	1.309
Chemical properties
Chemical formula	HO
Mechanical properties
Young's modulus(E)	3400 to 37,500 kg-force/cm2[2]
Tensile strength(σ)	5 to 18 kg-force/cm2[2]
Compressive strength(σ)	24 to 60 kg-force/cm2[2]
Poisson's ratio(ν)	0.36±0.13[2]
Thermal properties
Thermal conductivity(k)	0.0053(1 + 0.0015 θ) cal/(cm s K), θ = temperature in °C[2]
Linear thermal expansion coefficient(α)	5.5×10−5[2]
Specific heat capacity(c)	0.5057 − 0.001863 θ cal/(g K), θ = absolute value of temperature in °C[2]
Electrical properties
Dielectric constant(ε)	~95[3]
The properties of ice vary substantially with temperature, purity and other factors.

Ice is water that is frozen into a solid state, typically forming at or below temperatures of 0 °C, 32 °F, or 273.15 K. It occurs naturally on Earth, on other planets, in Oort cloud objects, and as interstellar ice. As a naturally occurring crystalline inorganic solid with an ordered structure, ice is considered to be a mineral. Depending on the presence of impurities such as particles of soil or bubbles of air, it can appear transparent or a more or less opaque bluish-white color.

น้ำแข็งบนโลกเกือบทั้งหมดมีโครงสร้างผลึกแบบหกเหลี่ยม เรียกว่าน้ำแข็ง I (อ่านว่า "น้ำแข็งวัน h") ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน อาจมีอย่างน้อยสิบเก้าเฟส ( รูปทรงการจัดเรียงตัว ) เกิดขึ้นได้ การเปลี่ยนเฟสที่พบบ่อยที่สุดไปเป็นน้ำแข็ง I เกิดขึ้นเมื่อน้ำเหลวถูกทำให้เย็นลงต่ำกว่า อุณหภูมิที่กำหนด0  องศาเซลเซียส (273.15  K ,32  °F ) ที่ความดันบรรยากาศมาตรฐานเมื่อน้ำเย็นลงอย่างรวดเร็ว ( การทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็ว ) สามารถเกิดน้ำแข็งอสัณฐานได้ถึงสามประเภท น้ำแข็งระหว่างดาวส่วนใหญ่เป็นน้ำแข็งอสัณฐานความหนาแน่นต่ำ (LDA) ซึ่งน่าจะทำให้น้ำแข็ง LDA เป็นประเภทที่พบมากที่สุดในจักรวาล เมื่อเย็นตัวลงอย่างช้าๆ การทะลุผ่านของโปรตอนแบบสัมพันธ์กันจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่า−253.15  °C (20,000  บาท​−423.67  °F ) ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ควอนตัมระดับมหภาค

น้ำแข็งมีอยู่มากมายบนพื้นผิวโลก โดยเฉพาะในเขตขั้วโลกและเหนือเส้นหิมะซึ่งน้ำแข็งสามารถรวมตัวจากหิมะเพื่อก่อตัวเป็นธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็ง น้ำแข็งใน รูปของเกล็ด หิมะและลูกเห็บเป็นรูปแบบหนึ่งของหยาดน้ำฟ้าที่ พบได้ทั่วไป และอาจตกลงมาโดยตรงจากไอน้ำในรูปของน้ำค้างแข็งการเปลี่ยนจากน้ำแข็งเป็นน้ำคือการละลาย และจากน้ำแข็งโดยตรงเป็นไอน้ำคือการระเหิดกระบวนการเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในวัฏจักรน้ำและสภาพภูมิอากาศ ของโลก ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา ปริมาณน้ำแข็งบนโลกได้ลดลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศการลดลงมากที่สุดเกิดขึ้นในแถบอาร์กติกและในภูเขาที่อยู่นอกเขตขั้วโลก การสูญเสียน้ำแข็งที่เกาะอยู่บนพื้นดิน (ตรงข้ามกับน้ำแข็งลอยในทะเล ) เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น

มนุษย์ใช้ประโยชน์จากน้ำแข็งในหลากหลายวัตถุประสงค์มานานหลายพันปีแล้ว โครงสร้างทางประวัติศาสตร์บางแห่งที่ออกแบบมาเพื่อกักเก็บน้ำแข็งเพื่อทำความเย็นนั้นมีอายุมากกว่า 2,000 ปี ก่อนการคิดค้น เทคโนโลยี การทำความเย็นวิธีเดียวที่จะเก็บรักษาอาหารได้อย่างปลอดภัยโดยไม่ทำให้อาหารเสียคุณภาพด้วยสารกันบูดก็คือการใช้น้ำแข็ง น้ำแข็งที่มีพื้นผิวแข็งตัวเพียงพอทำให้ทางน้ำสามารถใช้สัญจรทางบกได้ในฤดูหนาว และ อาจมีการบำรุงรักษา ถนนน้ำแข็ง โดยเฉพาะ น้ำแข็งยังมีบทบาทสำคัญในกีฬาฤดูหนาวอีก ด้วย

น้ำแข็งมีโครงสร้าง ผลึกปกติโดยอิงจากโมเลกุลของน้ำ ซึ่งประกอบด้วยอะตอมออกซิเจน หนึ่งอะตอม ที่เชื่อมต่อกับอะตอมไฮโดรเจน สองอะตอม ด้วยพันธะโค วาเลนต์ หรือ H–O–H อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางกายภาพหลายอย่างของน้ำและน้ำแข็งถูกควบคุมโดยการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนระหว่างอะตอมออกซิเจนและไฮโดรเจนที่อยู่ติดกัน แม้ว่าจะเป็นพันธะที่อ่อนแอ แต่ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งในการควบคุมโครงสร้างของทั้งน้ำและน้ำแข็ง^{[ 6 ]}

คุณสมบัติที่ผิดปกติอย่างหนึ่งของน้ำคือ รูปแบบของแข็งของน้ำ—น้ำแข็งที่แข็งตัวที่ความดันบรรยากาศ —มีความหนาแน่นน้อยกว่ารูปแบบของเหลวประมาณ 8.3% ซึ่งเทียบเท่ากับการขยายตัวเชิงปริมาตร 9% ความหนาแน่นของน้ำแข็งอยู่ที่ 0.9167 ^{[ 1 ]} –0.9168 ^{[ 2 ]}  g/cm³ ^ที่ 0 °C และความดันบรรยากาศมาตรฐาน (101,325 Pa) ในขณะที่น้ำมีความหนาแน่น 0.9998 ^{[ 1 ]} –0.999863 ^{[ 2 ]}  g/cm³ ^ที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน น้ำเหลวมีความหนาแน่นสูงสุดประมาณ 1.00 g/cm³ ^ที่ 4 °C และเริ่มสูญเสียความหนาแน่นเมื่อโมเลกุลของน้ำเริ่มก่อตัวเป็นผลึกหกเหลี่ยม ของน้ำแข็งเมื่อถึงจุดเยือกแข็ง นี่เป็นเพราะพันธะไฮโดรเจนมีอิทธิพลเหนือแรงระหว่างโมเลกุล ซึ่งส่งผลให้การจัดเรียงโมเลกุลในของแข็งมีความหนาแน่นน้อยลง ความหนาแน่นของน้ำแข็งเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิลดลงและมีค่า 0.9340 g/cm³ ^ที่ −180 °C (93 K) ^{[ 7 ]}

เมื่อน้ำแข็งตัว ปริมาตรของน้ำจะเพิ่มขึ้น (ประมาณ 9% สำหรับน้ำจืด) ^{[ 8 ]}ผลของการขยายตัวระหว่างการแข็งตัวอาจรุนแรงมาก และการขยายตัวของน้ำแข็งเป็นสาเหตุพื้นฐานของ การผุ กร่อนของหินในธรรมชาติเนื่องจากการแข็งตัวและการละลาย และความเสียหายต่อฐานรากอาคารและถนนจากการยกตัวของน้ำแข็งนอกจากนี้ยังเป็นสาเหตุทั่วไปของการเกิดน้ำท่วมบ้านเมื่อท่อน้ำแตกเนื่องจากแรงดันของน้ำที่ขยายตัวเมื่อแข็งตัว^{[ 9 ]}

เนื่องจากน้ำแข็งมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำเหลว จึงลอยน้ำได้ และป้องกันการแข็งตัวจากด้านล่างขึ้นด้านบนของแหล่งน้ำ แทนที่จะเป็นเช่นนั้น สภาพแวดล้อมที่ได้รับการปกป้องสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์จึงเกิดขึ้นใต้แผ่นน้ำแข็งที่ลอยอยู่ ซึ่งช่วยปกป้องด้านล่างจากสภาพอากาศที่รุนแรงในระยะสั้น เช่นลมหนาว น้ำแข็งที่ลอยอยู่บางพอที่จะทำให้แสงส่องผ่านได้ สนับสนุนการสังเคราะห์แสงของกลุ่มแบคทีเรียและสาหร่าย^{[ 10 ]}เมื่อน้ำทะเลแข็งตัว น้ำแข็งจะมีช่องที่เต็มไปด้วยน้ำเค็มซึ่งหล่อเลี้ยงสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในน้ำแข็งเช่น แบคทีเรีย สาหร่ายโคพี พอด และแอนเนลิดในทางกลับกัน สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นอาหารของสัตว์ต่างๆ เช่นคริลล์และปลาเฉพาะถิ่น เช่น ปลาโนโทเธนหัวล้านซึ่งเป็นอาหารของสัตว์ขนาดใหญ่ เช่นเพนกวินจักรพรรดิและวาฬมิงค์^{[ 11 ]}

เมื่อน้ำแข็งละลาย มันจะดูดซับ พลังงานมากเท่ากับที่ต้องใช้ในการให้ความร้อนแก่น้ำที่มีมวลเท่ากันถึง 80 °C (176 °F) ^{[ 12 ]}ในระหว่างกระบวนการละลาย อุณหภูมิจะคงที่ที่ 0 °C (32 °F) ในขณะที่ละลาย พลังงานที่เพิ่มเข้ามาจะทำลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำแข็ง (น้ำ) พลังงานจะพร้อมใช้งานเพื่อเพิ่มพลังงานความร้อน ( อุณหภูมิ ) ก็ต่อเมื่อพันธะไฮโดรเจนถูกทำลายมากพอจนน้ำแข็งสามารถถือได้ว่าเป็นน้ำเหลว ปริมาณพลังงานที่ใช้ในการทำลายพันธะไฮโดรเจนในการเปลี่ยนจากน้ำแข็งเป็นน้ำเรียกว่าความร้อนของการหลอมเหลว^{[ 12 ] [ 8 ]}

เช่นเดียวกับน้ำ น้ำแข็งดูดซับแสงที่ปลายสเปกตรัมสีแดงได้ดีกว่าอันเป็นผลมาจากโอเวอร์โทนของการยืดพันธะออกซิเจน-ไฮโดรเจน (O–H) เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำ การดูดซับนี้จะเลื่อนไปทางพลังงานที่ต่ำกว่าเล็กน้อย ดังนั้นน้ำแข็งจึงปรากฏเป็นสีฟ้า โดยมีสีเขียวเจือปนเล็กน้อยเมื่อเทียบกับน้ำเหลว เนื่องจากการดูดซับเป็นแบบสะสม ผลของสีจะเข้มข้นขึ้นเมื่อความหนาเพิ่มขึ้น หรือหากการสะท้อนภายในทำให้แสงต้องเดินทางผ่านน้ำแข็งเป็นระยะทางยาวขึ้น^{[ 13 ]}สีอื่นๆ อาจปรากฏขึ้นเมื่อมีสิ่งเจือปนที่ดูดซับแสง โดยที่สิ่งเจือปนนั้นเป็นตัวกำหนดสีมากกว่าตัวน้ำแข็งเอง ตัวอย่างเช่นภูเขาน้ำแข็งที่มีสิ่งเจือปน (เช่น ตะกอน สาหร่าย ฟองอากาศ) อาจปรากฏเป็นสีน้ำตาล สีเทา หรือสีเขียว^{[ 13 ]}

เนื่องจากน้ำแข็งในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติมักอยู่ใกล้กับอุณหภูมิหลอมเหลว ความแข็งของน้ำแข็งจึงแสดงความแปรผันตามอุณหภูมิอย่างชัดเจน ที่จุดหลอมเหลว น้ำแข็งมีความแข็งตามมาตราโมห์ 2 หรือน้อยกว่า แต่ความแข็งจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 4 ที่อุณหภูมิ −44 °C (−47 °F) และเป็น 6 ที่อุณหภูมิ −78.5 °C (−109.3 °F) ซึ่งเป็นจุดระเหยของคาร์บอนไดออกไซด์ แข็ง (น้ำแข็งแห้ง) ^{[ 14 ]}

ของเหลวส่วนใหญ่จะแข็งตัวที่อุณหภูมิสูงขึ้นภายใต้ความดันที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากความดันช่วยยึดโมเลกุลเข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตาม พันธะไฮโดรเจนที่แข็งแรงในน้ำทำให้แตกต่างออกไป: สำหรับความดันบางค่าที่สูงกว่า 1 atm (0.10 MPa) น้ำจะแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 °C (32 °F) น้ำแข็ง น้ำ และไอน้ำสามารถอยู่ร่วมกันได้ที่จุดสามสถานะ ซึ่งอยู่ที่ 273.16 K ⁽ 0.01 °C) ที่ความดัน 611.657  Pa ^{[ 16 ]} [ ^{17 ]}เคลวินถูกกำหนดให้เป็น⁠1/273.16⁠ของความแตกต่างระหว่างจุดสามสถานะนี้กับศูนย์สัมบูรณ์ [ ^{18 ]}แม้ว่าคำจำกัดความนี้จะเปลี่ยนไปในเดือนพฤษภาคม 2019 ^{[ 19 ]}ต่างจากของแข็งอื่นๆ ส่วนใหญ่ น้ำแข็งนั้นยากที่จะทำให้ร้อนเกิน ในการทดลอง น้ำแข็งที่อุณหภูมิ −3 °C ถูกทำให้ร้อนเกินจนถึงประมาณ 17 °C เป็น ^เวลาประมาณ 250 พิ โควินาที^{[ 20 ]}

ภายใต้ความดันที่สูงขึ้นและอุณหภูมิที่แตกต่างกัน น้ำแข็งสามารถก่อตัวเป็นเฟสผลึกที่รู้จักกัน 19 เฟสที่ความหนาแน่นต่างๆ กัน พร้อมกับเฟสของน้ำแข็งที่เสนอสมมติฐานซึ่งยังไม่ได้รับการสังเกต^{[ 21 ]}ด้วยความระมัดระวัง อย่างน้อย 15 เฟสเหล่านี้ (หนึ่งในข้อยกเว้นที่รู้จักคือน้ำแข็ง X) สามารถกู้คืนได้ที่ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิต่ำในรูปแบบที่ไม่เสถียร^{[ 22 ] [ 23 ]}ประเภทต่างๆ แตกต่างกันโดยโครงสร้างผลึก การเรียงตัวของโปรตอน^{[ 24 ]}และความหนาแน่น นอกจากนี้ยังมีเฟสของน้ำแข็งที่ไม่เสถียร 2 เฟสภายใต้ความดัน ซึ่งทั้งสองเฟสมีการเรียงตัวของไฮโดรเจนอย่างสมบูรณ์ ได้แก่ น้ำแข็ง IV และน้ำแข็ง XII น้ำแข็ง XII ถูกค้นพบในปี 1996 ในปี 2006 น้ำแข็ง XIII และน้ำแข็ง XIV ถูกค้นพบ^{[ 25 ]}น้ำแข็ง XI, XIII และ XIV เป็นรูปแบบที่มีการเรียงตัวของไฮโดรเจนของน้ำแข็ง I , V และ XII ตามลำดับ ในปี 2552 พบว่าน้ำแข็ง XV อยู่ที่ความดันสูงมากและอุณหภูมิ −143 °C ^{[ 26 ]}ที่ความดันสูงกว่านั้น คาดการณ์ว่าน้ำแข็งจะกลายเป็นโลหะซึ่งมีการประมาณค่าไว้ต่างกันว่าจะเกิดขึ้นที่ 1.55 TPa ^{[ 27 ]}หรือ 5.62 TPa ^{[ 28 ]}

นอกจากรูปแบบผลึกแล้ว น้ำแข็งยังสามารถมีอยู่ในสถานะอสัณฐานได้ในรูปของ^{น้ำแข็ง}อสัณฐาน (ASW) ที่มีความหนาแน่นต่างกัน ในอวกาศ น้ำแข็งผลึกหกเหลี่ยมมีอยู่ในภูเขาไฟน้ำแข็ง [ ^{29 ]}แต่พบได้น้อยมากในที่อื่นๆ แม้แต่ดวงจันทร์น้ำแข็งอย่างแกนี มีด ก็คาดว่าจะประกอบด้วยน้ำแข็งผลึกรูปแบบอื่นๆ เป็นหลัก^{[ 30 ] [ 31 ]}น้ำในตัวกลางระหว่างดาวส่วนใหญ่เป็นน้ำแข็งอสัณฐาน ทำให้มีแนวโน้มที่จะเป็นรูปแบบของน้ำที่พบได้บ่อยที่สุดในจักรวาล^{[ 32 ]} ASW ความหนาแน่นต่ำ (LDA) หรือที่รู้จักกันในชื่อน้ำแก้วที่ถูกทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็ว อาจเป็นสาเหตุของเมฆเรืองแสงในเวลากลางคืนบนโลก และมักเกิดจากการตกตะกอนของไอน้ำในสภาวะเย็นหรือสุญญากาศ^{[ 33 ]} ASW ความหนาแน่นสูง (HDA) เกิดจากการอัดน้ำแข็งธรรมดา I หรือ LDA ที่ความดัน GPa ASW ที่มีความหนาแน่นสูงมาก (VHDA) คือ HDA ที่ถูกทำให้อุ่นขึ้นเล็กน้อยเป็น 160 K ภายใต้ความดัน 1–2 GPa ^{[ 34 ]}

น้ำแข็งจากน้ำซูเปอร์ไอออนิกตามทฤษฎีอาจมีโครงสร้างผลึกสองแบบ ที่ความดันเกิน 500,000 บาร์ (7,300,000 psi) น้ำแข็งซูเปอร์ไอออนิก ดังกล่าว จะมี โครงสร้าง ลูกบาศก์แบบศูนย์กลางตัวอย่างไรก็ตาม ที่ความดันเกิน 1,000,000 บาร์ (15,000,000 psi) โครงสร้างอาจเปลี่ยนไปเป็น โครงสร้าง ลูกบาศก์แบบศูนย์กลางหน้าที่ มีความเสถียรมากกว่า มีการคาดการณ์ว่าน้ำแข็งซูเปอร์ไอออนิกอาจประกอบขึ้นเป็นแกนกลางของดาวเคราะห์ยักษ์น้ำแข็ง เช่น ยูเรนัสและเนปจูน^{[ 35 ]}

น้ำแข็งนั้น " ลื่น " เพราะมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ หัวข้อนี้ได้รับการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกในศตวรรษที่ 19 คำอธิบายที่นิยมในเวลานั้นคือ " การละลายจากแรงดัน " – กล่าวคือ ใบมีดของรองเท้าสเก็ตน้ำแข็ง เมื่อออกแรงกดบนน้ำแข็ง จะทำให้ชั้นบางๆ ละลาย ทำให้เกิดการหล่อลื่นเพียงพอสำหรับใบมีดที่จะเลื่อนไปบนน้ำแข็งได้^{[ 36 ]}อย่างไรก็ตาม การวิจัยในปี 1939 โดย Frank P. Bowden และ TP Hughes พบว่านักสเก็ตจะประสบกับแรงเสียดทานมากกว่าที่เป็นจริง หากนี่เป็นคำอธิบายเพียงอย่างเดียว ยิ่งไปกว่านั้น อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเล่นสเก็ตลีลาคือ −5.5 °C (22 °F; 268 K) และ −9 °C (16 °F; 264 K) สำหรับฮอกกี้น้ำแข็ง แต่ตามทฤษฎีการละลายจากแรงดัน การเล่นสเก็ตที่อุณหภูมิต่ำกว่า −4 °C (25 °F; 269 K) จะเป็นไปไม่ได้เลย^{[ 37 ]}ในทางกลับกัน Bowden และ Hughes โต้แย้งว่าการให้ความร้อนและการละลายของชั้นน้ำแข็งเกิดจากแรงเสียดทาน อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีนี้ไม่สามารถอธิบายได้อย่างเพียงพอว่าทำไมน้ำแข็งจึงลื่นเมื่ออยู่นิ่งแม้ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าศูนย์^{[ 36 ]}

งานวิจัยต่อมาชี้ให้เห็นว่าโมเลกุลของน้ำแข็งที่ส่วนต่อประสานไม่สามารถยึดเกาะกับโมเลกุลของมวลน้ำแข็งด้านล่างได้อย่างเหมาะสม (และจึงสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระเหมือนโมเลกุลของน้ำเหลว) โมเลกุลเหล่านี้ยังคงอยู่ในสถานะกึ่งของเหลว ทำให้เกิดการหล่อลื่นโดยไม่คำนึงถึงแรงกดที่กระทำต่อน้ำแข็งโดยวัตถุใดๆ อย่างไรก็ตาม ความสำคัญของสมมติฐานนี้ถูกโต้แย้งโดยการทดลองที่แสดงให้เห็นค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน สูง สำหรับน้ำแข็งโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม [ ^{37 ]}ดังนั้น กลไกที่ควบคุมคุณสมบัติแรงเสียดทานของน้ำแข็งจึงยังคงเป็นหัวข้อการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ^{[ 38 ] ทฤษฎีแรงเสียด}ทานของน้ำแข็งที่ครอบคลุมจะต้องคำนึงถึงกลไกทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นเพื่อประมาณค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของน้ำแข็งกับวัสดุต่างๆ เป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิและความเร็วในการเลื่อน งานวิจัยในปี 2014 ชี้ให้เห็นว่าความร้อนจากแรงเสียดทานเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุดภายใต้เงื่อนไขทั่วไปส่วนใหญ่^{[ 39 ]}

คำที่ใช้เรียกโดยรวมของพื้นผิวโลกทั้งหมดที่มีน้ำอยู่ในรูปของแข็งคือไครโอสเฟียร์น้ำแข็งเป็นองค์ประกอบสำคัญของสภาพภูมิอากาศโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรของน้ำ ธารน้ำแข็งและหิมะเป็นกลไกการกักเก็บน้ำจืดที่สำคัญ เมื่อเวลาผ่านไป น้ำแข็งและหิมะอาจระเหยกลายเป็นไอหรือละลาย น้ำที่ละลายจากหิมะเป็นแหล่งน้ำจืดตามฤดูกาลที่สำคัญ^{[ 42 ] [ 43 ]}องค์การอุตุนิยมวิทยาโลกกำหนดน้ำแข็งหลายประเภทโดยขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิด ขนาด รูปร่าง อิทธิพล และอื่นๆ^{[ 44 ]}แคลทเรตไฮเดรตเป็นรูปแบบของน้ำแข็งที่มีโมเลกุลของก๊าซติดอยู่ภายในโครงผลึก^{[ 45 ] [ 46 ]}

น้ำแข็งที่พบในทะเลอาจอยู่ในรูปของน้ำแข็งลอยที่ลอยอยู่ในน้ำน้ำแข็งที่ยึดติดกับชายฝั่ง หรือน้ำแข็งยึดเกาะหากติดอยู่กับพื้นทะเล^{[ 47 ]}น้ำแข็งที่แตกตัว (หลุดออกมา) จากชั้นน้ำแข็งหรือธารน้ำแข็งชายฝั่งอาจกลายเป็นภูเขาน้ำแข็ง^{[ 48 ]}ผลที่ตามมาจากการแตกตัวของน้ำแข็งทำให้เกิดส่วนผสมของหิมะและน้ำแข็งที่หลวมๆ ซึ่งเรียกว่าน้ำแข็งผสม^{[ 49 ]}

น้ำแข็งทะเลก่อตัวขึ้นหลายขั้นตอน ในขั้นแรก ผลึกขนาดเล็กระดับมิลลิเมตรจะสะสมตัวบนผิวน้ำในสิ่งที่เรียกว่าน้ำแข็งฟราซิลเมื่อผลึกเหล่านี้มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีรูปร่างและการปกคลุมที่สม่ำเสมอมากขึ้น ผิวน้ำจะเริ่มดู "มันเยิ้ม" เมื่อมองจากด้านบน ดังนั้นขั้นตอนนี้จึงเรียกว่าน้ำแข็งจาระบี [ ^{50 ] จาก}นั้น น้ำแข็งจะจับตัวกันเป็นก้อนและแข็งตัวเป็นแผ่นแบนที่เกาะตัวกัน เรียกว่าแผ่นน้ำแข็งแผ่นน้ำแข็งเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของน้ำแข็งทะเล และขนาดในแนวนอน (กำหนดเป็นครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลาง ) จะแตกต่างกันอย่างมาก โดยแผ่นที่เล็กที่สุดมีขนาดเป็นเซนติเมตรและแผ่นที่ใหญ่ที่สุดมีขนาดเป็นร้อยกิโลเมตร^{[ 51 ]}พื้นที่ที่มีน้ำแข็งปกคลุมมากกว่า 70% ของพื้นผิวเรียกว่าพื้นที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งแพ^{[ 52 ]}

น้ำแข็งทะเลที่ก่อตัวเต็มที่สามารถถูกกระแสน้ำและลมพัดมารวมกันจนเกิดเป็นสันน้ำแข็งที่มีความดันสูงถึง 12 เมตร (39 ฟุต) ^{[ 53 ]}ในทางกลับกัน กิจกรรมของคลื่นที่เกิดขึ้นสามารถลดน้ำแข็งทะเลให้เหลือเป็นชิ้นเล็กๆ ที่มีรูปร่างสม่ำเสมอ เรียกว่าน้ำแข็งแพนเค้ก [ ^{54 ] บาง}ครั้ง กิจกรรมของลมและคลื่นจะ "ขัด" น้ำแข็งทะเลให้เป็นชิ้นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบ เรียกว่าน้ำแข็งไข่^{[ 55 ] [ 56 ]}

• 
  น้ำแข็งไขมันในทะเลเบริง
• 
  น้ำแข็งลอยที่หลวมๆ บริเวณชายฝั่งตะวันออกของกรีนแลนด์
• 
  ไข่น้ำแข็ง (เส้นผ่านศูนย์กลาง 5–10 ซม.) บนหาด Stroomi เมืองทาลลินน์ ประเทศเอสโตเนีย
• 
  แผ่นน้ำแข็งในทวีปแอนตาร์กติกา ปี 1919
• 
  ภาพสันน้ำแข็งทะเลปีแรกในอาร์กติกตอนกลาง ถ่ายโดยคณะสำรวจ MOSAiCเมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2020
• 
  กลุ่มน้ำแข็งบนชายฝั่งตะวันตกของกรีนแลนด์ ปี 2012
• 
  น้ำแข็งที่ยึดเกาะอยู่บนพื้นทะเลบริเวณช่องแคบแม็กเมอร์โดทวีปแอนตาร์กติกา

โครงสร้างน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดบนโลกคือแผ่นน้ำแข็ง สองแผ่นที่ปกคลุมเกาะ กรีนแลนด์ซึ่งเป็นเกาะที่ใหญ่ที่สุดในโลกเกือบทั้งหมดและทวีปแอนตาร์กติกาแผ่นน้ำแข็งเหล่านี้มีความหนาเฉลี่ยมากกว่า 1 กิโลเมตร (0.6 ไมล์) และมีอยู่มานานหลายล้านปีแล้ว^{[ 57 ] [ 58 ]}

โครงสร้างน้ำแข็งขนาดใหญ่อื่นๆ บนบก ได้แก่แผ่นน้ำแข็งทุ่งน้ำแข็งธารน้ำแข็งและธารน้ำแข็งโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ภูมิภาค ฮินดูกุชเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "ขั้วโลกที่สาม" ของโลก เนื่องจากมีธารน้ำแข็งจำนวนมาก ครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 80,000 ตารางกิโลเมตร⁽ 31,000 ตารางไมล์) และมีปริมาตรรวมกันระหว่าง 3,000 ถึง 4,700 ลูกบาศก์กิโลเมตร^{[ 42} ] ธารน้ำแข็งเหล่านี้ได้รับฉายาว่า "หอคอยน้ำแห่งเอเชีย" เนื่องจากน้ำที่ละลายจากธารน้ำแข็งไหลลงสู่แม่น้ำซึ่งเป็น ^{แหล่ง น้ำสำหรับ ประชากร}ประมาณสองพันล้านคน^{[ 43 ]}

ดินเยือกแข็งถาวรคือดินหรือตะกอน ใต้น้ำ ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 0 °C (32 °F) อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาสองปีขึ้นไป^{[ 59 ]}น้ำแข็งภายในดินเยือกแข็งถาวรแบ่งออกเป็นสี่ประเภท ได้แก่ น้ำแข็งในรูพรุน น้ำแข็งในเส้น (หรือที่เรียกว่าลิ่มน้ำแข็ง) น้ำแข็งผิวดินที่ฝังอยู่ และน้ำแข็งในตะกอน (จากการแข็งตัวของน้ำใต้ดิน) ^{[ 60 ]}ตัวอย่างหนึ่งของการก่อตัวของน้ำแข็งในพื้นที่ดินเยือกแข็งถาวรคือออเฟสซึ่งเป็นน้ำแข็งเป็นชั้นที่ก่อตัวขึ้นในหุบเขาของลำธารในเขตอาร์กติกและกึ่งอาร์กติก น้ำแข็งที่แข็งตัวอยู่ในลำธารจะปิดกั้นการไหลของน้ำใต้ดินตามปกติ และทำให้ระดับน้ำใต้ดินในพื้นที่สูงขึ้น ส่งผลให้น้ำไหลออกมาบนชั้นน้ำแข็งที่แข็งตัว จากนั้นน้ำนี้จะแข็งตัว ทำให้ระดับน้ำใต้ดินสูงขึ้นอีกและเกิดวัฏจักรซ้ำ ผลที่ได้คือชั้นน้ำแข็งที่เรียงตัวเป็นชั้น ซึ่งมักมีความหนาหลายเมตร^{[ 61 ]}เส้นหิมะและทุ่งหิมะเป็นสองแนวคิดที่เกี่ยวข้องกัน โดยทุ่งหิมะจะสะสมอยู่ด้านบนและละลายไปจนถึงจุดสมดุล (เส้นหิมะ) ในชั้นน้ำแข็ง^{[ 62 ]}

น้ำแข็งที่ก่อตัวบนน้ำที่ไหลมักจะไม่สม่ำเสมอและไม่มั่นคงเท่ากับน้ำแข็งที่ก่อตัวบนน้ำนิ่ง ก้อนน้ำแข็งที่อุดตัน(บางครั้งเรียกว่า "เขื่อนน้ำแข็ง") ซึ่งเกิดจากการที่ก้อนน้ำแข็งแตกกองทับถมกัน ถือเป็นอันตรายจากน้ำแข็งที่ร้ายแรงที่สุดในแม่น้ำ ก้อนน้ำแข็งที่อุดตันสามารถทำให้เกิดน้ำท่วม สร้างความเสียหายต่อสิ่งก่อสร้างในหรือใกล้แม่น้ำ และสร้างความเสียหายต่อเรือในแม่น้ำได้ ก้อนน้ำแข็งที่อุดตันอาจทำให้โรงงานอุตสาหกรรมผลิตไฟฟ้าพลังน้ำบางแห่งต้องปิดตัวลงอย่างสิ้นเชิง เขื่อนน้ำแข็งคือสิ่งกีดขวางการเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็ง ซึ่งอาจทำให้เกิดทะเลสาบหน้าธารน้ำแข็งได้การไหลของน้ำแข็งจำนวนมากในแม่น้ำยังสามารถสร้างความเสียหายให้กับเรือและจำเป็นต้องใช้ เรือ ตัดน้ำแข็งเพื่อให้การเดินเรือยังคงเป็นไปได้^{[ 63 ] [ 64 ]}

แผ่นน้ำแข็งเป็นรูปทรงวงกลมของน้ำแข็งที่ลอยอยู่บนน้ำในแม่น้ำ พวกมันก่อตัวขึ้นภายในกระแสน้ำวนและตำแหน่งของพวกมันส่งผลให้เกิดการละลายที่ไม่สมมาตร ซึ่งทำให้พวกมันหมุนอย่างต่อเนื่องด้วยความเร็วต่ำ^{[ 65 ] [ 66 ]}

น้ำแข็งก่อตัวบนผิวน้ำนิ่งจากชายฝั่ง โดยเป็นชั้นบางๆ แผ่กระจายไปทั่วผิวน้ำ แล้วจึงไหลลงด้านล่าง น้ำแข็งบนทะเลสาบโดยทั่วไปมีสี่ประเภท ได้แก่ น้ำแข็งปฐมภูมิ น้ำแข็งทุติยภูมิ น้ำแข็งซ้อนทับ และน้ำแข็งรวมตัว^{[ 67 ] [ 68 ]}น้ำแข็งปฐมภูมิจะก่อตัวขึ้นก่อน น้ำแข็งทุติยภูมิจะก่อตัวขึ้นใต้น้ำแข็งปฐมภูมิในทิศทางขนานกับทิศทางการไหลของความร้อน น้ำแข็งซ้อนทับจะก่อตัวขึ้นบนผิวน้ำแข็งจากฝนหรือน้ำที่ซึมขึ้นมาผ่านรอยแตกในน้ำแข็ง ซึ่งมักจะยุบตัวลงเมื่อมีหิมะทับถมการดันน้ำแข็งเกิดขึ้นเมื่อการเคลื่อนที่ของน้ำแข็ง ซึ่งเกิดจากการขยายตัวของน้ำแข็งและ/หรือการกระทำของลม เกิดขึ้นในระดับที่น้ำแข็งดันขึ้นไปบนชายฝั่งของทะเลสาบ ซึ่งมักจะทำให้ตะกอนที่ประกอบเป็นชายฝั่งเคลื่อนที่ออกไป^{[ 69 ]}

น้ำแข็งชั้นเกิดขึ้นเมื่อก้อนน้ำแข็งลอยน้ำถูกลมพัดจนกองทับถมอยู่บนฝั่งด้านที่รับลม น้ำแข็งชนิดนี้อาจมีช่องอากาศขนาดใหญ่อยู่ใต้ชั้นผิวน้ำที่บาง ทำให้การเดินข้ามเป็นอันตรายอย่างยิ่ง^{[ 70 ]}น้ำแข็งผุอีกรูปแบบหนึ่งที่อันตรายในการเดินข้ามคือ น้ำแข็งแท่ง ซึ่งก่อตัวเป็นเสาตั้งฉากกับผิวน้ำในทะเลสาบ เนื่องจากขาดโครงสร้างแนวนอนที่แข็งแรง คนที่ตกลงไปจึงไม่มีอะไรให้ยึดเกาะเพื่อดึงตัวเองขึ้นมาได้^{[ 71 ]}

ผลึกหิมะเกิดขึ้นเมื่อ หยดน้ำในเมฆ ที่เย็นจัด ขนาดเล็ก ( เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10  ไมโครเมตร ) แข็งตัวหยดน้ำเหล่านี้สามารถคงสภาพเป็นของเหลวได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า −18 °C (255 K; 0 °F) เนื่องจากในการแข็งตัว โมเลกุลเพียงไม่กี่โมเลกุลในหยดน้ำจะต้องรวมตัวกันโดยบังเอิญเพื่อสร้างการจัดเรียงที่คล้ายกับโครงสร้างในตาข่ายน้ำแข็ง จากนั้นหยดน้ำจะแข็งตัวรอบ "นิวเคลียส" นี้ การทดลองแสดงให้เห็นว่าการเกิดนิวเคลียสแบบ "เอกพันธุ์" ของหยดน้ำในเมฆนี้เกิดขึ้นเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำกว่า −35 °C (238 K; −31 °F) ^{[ 72 ]}ในเมฆที่อุ่นกว่า อนุภาคแอโรโซลหรือ "นิวเคลียสน้ำแข็ง" จะต้องมีอยู่ใน (หรือสัมผัสกับ) หยดน้ำเพื่อทำหน้าที่เป็นนิวเคลียส ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับอนุภาคที่ทำให้เกิดนิวเคลียสน้ำแข็งที่มีประสิทธิภาพยังไม่ดีนัก สิ่งที่เราทราบคืออนุภาคเหล่านี้หายากมากเมื่อเทียบกับนิวเคลียสการควบแน่นของเมฆซึ่งเป็นที่ที่หยดน้ำเหลวก่อตัวขึ้น ดินเหนียว ฝุ่นทะเลทราย และอนุภาคชีวภาพอาจมีประสิทธิภาพ^{[ 73 ]}แม้ว่าจะยังไม่ชัดเจนว่ามีประสิทธิภาพในระดับใด นิวเคลียสเทียมถูกใช้ใน การ ทำฝนเทียม^{[ 74 ]}จากนั้นหยดน้ำจะเติบโตโดยการควบแน่นของไอน้ำบนพื้นผิวน้ำแข็ง^{[ 75 ]}

พายุน้ำแข็งเป็นพายุฤดูหนาวประเภทหนึ่งที่มีลักษณะเฉพาะคือฝนเยือกแข็งซึ่งทำให้เกิดน้ำแข็งเกาะบนพื้นผิวต่างๆ รวมถึงถนนและสายไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกา เหตุการณ์สภาพอากาศในฤดูหนาวหนึ่งในสี่ทำให้เกิดน้ำแข็งเกาะ และหน่วยงานสาธารณูปโภคจำเป็นต้องเตรียมพร้อมเพื่อลดความเสียหายให้น้อยที่สุด^{[ 76 ]}

ลูกเห็บ ก่อตัวขึ้นในเมฆ พายุ เมื่อ หยดน้ำ เย็นจัดแข็งตัวเมื่อสัมผัสกับนิวเคลียสการควบแน่นเช่นฝุ่นหรือสิ่งสกปรก กระแสลมขึ้น ของพายุพัดลูกเห็บขึ้นไปที่ส่วนบนของเมฆ กระแสลมขึ้นจะสลายไปและลูกเห็บจะตกลงมา กลับเข้าไปในกระแสลมขึ้น และถูกพัดขึ้นไปอีกครั้ง ลูกเห็บมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มิลลิเมตร (0.20 นิ้ว) หรือมากกว่า^{[ 77 ]}ใน รหัส METARนั้น GR ใช้เพื่อระบุลูกเห็บขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 6.4 มิลลิเมตร (0.25 นิ้ว) และ GS สำหรับลูกเห็บขนาดเล็กกว่า^{[ 78 ]}ลูกเห็บขนาด 19 มิลลิเมตร (0.75 นิ้ว), 25 มิลลิเมตร (1.0 นิ้ว) และ 44 มิลลิเมตร (1.75 นิ้ว) เป็นขนาดลูกเห็บที่รายงานบ่อยที่สุดในอเมริกาเหนือ^{[ 79 ]}ลูกเห็บสามารถเติบโตได้ถึง 15 เซนติเมตร (6 นิ้ว) และมีน้ำหนักมากกว่า 0.5 กิโลกรัม (1.1 ปอนด์) ^{[ 80 ]}ในลูกเห็บขนาดใหญ่ความร้อนแฝงที่ปล่อยออกมาจากการแข็งตัวเพิ่มเติมอาจทำให้เปลือกนอกของลูกเห็บละลาย จากนั้นลูกเห็บอาจเกิด 'การเติบโตแบบเปียก' ซึ่งเปลือกนอกที่เป็นของเหลวจะรวบรวมลูกเห็บขนาดเล็กอื่นๆ^{[ 81 ]}ลูกเห็บจะได้รับชั้นน้ำแข็งและเติบโตใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ในแต่ละครั้งที่ลอยขึ้น เมื่อลูกเห็บหนักเกินกว่าที่จะถูกพยุงไว้ด้วยกระแสลมขึ้นของพายุ มันก็จะตกลงมาจากเมฆ^{[ 82 ]}

Hail forms in strong thunderstorm clouds, particularly those with intense updrafts, high liquid water content, great vertical extent, large water droplets, and where a good portion of the cloud layer is below freezing 0 °C (32 °F).^[77] Hail-producing clouds are often identifiable by their green coloration.^[83][84] The growth rate is maximized at about −13 °C (9 °F), and becomes vanishingly small much below −30 °C (−22 °F) as supercooled water droplets become rare. For this reason, hail is most common within continental interiors of the mid-latitudes, as hail formation is considerably more likely when the freezing level is below the altitude of 11,000 feet (3,400 m).^[85]Entrainment of dry air into strong thunderstorms over continents can increase the frequency of hail by promoting evaporative cooling which lowers the freezing level of thunderstorm clouds giving hail a larger volume to grow in. Accordingly, hail is actually less common in the tropics despite a much higher frequency of thunderstorms than in the mid-latitudes because the atmosphere over the tropics tends to be warmer over a much greater depth. Hail in the tropics occurs mainly at higher elevations.^[86]

Ice pellets (METAR code PL^[78]) are a form of precipitation consisting of small, translucent balls of ice, which are usually smaller than hailstones.^[87] This form of precipitation is also referred to as "sleet" by the United States National Weather Service.^[88] (In British English "sleet" refers to a mixture of rain and snow.) Ice pellets typically form alongside freezing rain, when a wet warm front ends up between colder and drier atmospheric layers. There, raindrops would both freeze and shrink in size due to evaporative cooling.^[89] So-called snow pellets, or graupel, form when multiple water droplets freeze onto snowflakes until a soft ball-like shape is formed.^[90] So-called "diamond dust" (METAR code IC^[78]), also known as ice needles or ice crystals, forms at temperatures approaching −40 °C (−40 °F) due to air with slightly higher moisture from aloft mixing with colder, surface-based air.^[91]

เมื่อน้ำหยดและแข็งตัวอีกครั้ง มันสามารถก่อตัวเป็นแท่งน้ำแข็ง ห้อย หรือ โครงสร้างคล้าย หินงอกบนพื้นดินได้^{[ 92 ]}บนหลังคาลาดเอียง การสะสมของน้ำแข็งสามารถก่อให้เกิดเขื่อนน้ำแข็งซึ่งขัดขวางการระบายน้ำที่ละลายอย่างเหมาะสม และอาจนำไปสู่การรั่วซึมที่สร้างความเสียหายได้^{[ 93 ]}โดยทั่วไปแล้วไอน้ำที่ตกตะกอนลงบนพื้นผิวเนื่องจากความชื้นสัมพัทธ์ สูง แล้วแข็งตัว ส่งผลให้เกิดน้ำแข็งเกาะในบรรยากาศหรือน้ำค้างแข็ง ในรูปแบบต่างๆ ภายในอาคาร สามารถมองเห็นได้เป็นน้ำแข็งบนพื้นผิวของหน้าต่างที่ไม่มีฉนวน^{[ 94 ]}น้ำค้างแข็งเป็นเรื่องปกติในสภาพแวดล้อม โดยเฉพาะในพื้นที่ราบต่ำ เช่นหุบเขา^[ 95 ^]ในทวีปแอนตาร์กติกา อุณหภูมิอาจต่ำมากจนแรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตเพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่น้ำค้างแข็งบนหิมะเกาะติดกันเมื่อถูกลมพัดกลายเป็นก้อนคล้ายลูกบอล ที่เรียกว่า ยู ^กิมาริโมะ^{[ 96 ]}

บางครั้งหยดน้ำจะตกผลึกบนวัตถุเย็นเป็นน้ำแข็งเกาะแทนที่จะเป็นน้ำแข็งเคลือบเงา น้ำแข็งเกาะแบบอ่อนมีความหนาแน่นระหว่างหนึ่งในสี่ถึงสองในสามของน้ำแข็งบริสุทธิ์^{[ 97 ]}เนื่องจากมีอากาศที่ถูกกักไว้เป็นจำนวนมาก ซึ่งทำให้น้ำแข็งเกาะแบบอ่อนมีสีขาว น้ำแข็งเกาะแบบแข็งมีความหนาแน่นมากกว่า โปร่งใสกว่า และมีแนวโน้มที่จะปรากฏบนเรือและเครื่องบิน^{[ 98 ] [ 99 ]}ลมเย็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าน้ำค้างแข็งแบบเคลื่อนที่เมื่อปะทะกับวัตถุ เมื่อเกิดขึ้นกับพืช มักจะทำให้เกิดความเสียหายแก่พืช^{[ 100 ]}มีวิธีการต่างๆ มากมายในการปกป้องพืชผลทางการเกษตรจากน้ำค้างแข็ง ตั้งแต่การคลุมพืชไปจนถึงการใช้เครื่องเป่าลม^{[ 101 ] [ 102 ]}ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาหัวฉีดน้ำชลประทานได้รับการปรับเทียบให้ฉีดน้ำเพียงพอที่จะสร้างชั้นน้ำแข็งล่วงหน้าซึ่งจะก่อตัวอย่างช้าๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันต่อพืช และไม่หนาเกินไปจนทำให้เกิดความเสียหายจากน้ำหนักของมัน^{[ 101 ]}

• 
  หญ้าบางส่วนปกคลุมด้วยน้ำค้างแข็ง ปี 2008
• 
  น้ำค้างแข็งเกาะบนต้นธิสเซิลในเมืองเฮาส์ดุลเมนรัฐนอร์ทไรน์-เวสต์ฟาเลียประเทศเยอรมนี
• 
  ใยแมงมุมที่ปกคลุมด้วยน้ำค้างแข็ง
• 
  น้ำแข็งเกาะบนต้นไม้ผลัดใบหลังฝนเยือกแข็ง
• 
  น้ำแข็งย้อยบนบันไดในเมืองซีแอตเติลปี 1968
• 
  น้ำค้างแข็งเกาะบนหน้าต่าง
• 
  น้ำค้างแข็งบนหิมะ
• 
  ยูกิมาริโมะที่สถานีขั้วโลกใต้ทวีปแอนตาร์กติกา เมื่อปี 2551

การละลายของน้ำแข็งหมายถึงทั้งการหลอมเหลวและการสลายตัว^{[ 103 ]}

การละลายของน้ำแข็งเกี่ยวข้องกับการแตกตัวของพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำ การเรียงตัวของโมเลกุลในของแข็งจะสลายตัวไปสู่สถานะที่ไม่เป็นระเบียบมากขึ้น และของแข็งจะละลายกลายเป็นของเหลว กระบวนการนี้เกิดขึ้นได้โดยการเพิ่มพลังงานภายในของน้ำแข็งให้สูงกว่าจุดหลอมเหลวเมื่อน้ำแข็งละลาย มันจะดูดซับพลังงานมากเท่ากับที่จำเป็นในการทำให้น้ำปริมาณที่เท่ากันมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 80 °C ในขณะที่ละลาย อุณหภูมิของพื้นผิวน้ำแข็งจะคงที่ที่ 0 °C อัตราการละลายขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของกระบวนการแลกเปลี่ยนพลังงาน พื้นผิวน้ำแข็งในน้ำจืดจะละลายโดยการพาความร้อนอิสระ เพียงอย่างเดียว โดยมีอัตราที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของน้ำT∞ อย่างเป็นเส้นตรง เมื่อT∞น้อยกว่า 3.98 °C และขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของน้ำอย่างมากเมื่อหรือมากกว่า 3.98 °C โดยอัตราจะเป็นสัดส่วนกับ (T∞  °C) ^αโดยที่α  =  ⁠5/3สำหรับT ∞ มากกว่า 8 °C มาก และ α =  ⁠4/3สำหรับ^{อุณหภูมิ}ระหว่างT [ ^{104 ]}

ในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือ การละลายมักทำให้เกิดการละลายของน้ำแข็งมากกว่าการหลอมเหลว ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิของมหาสมุทรอาร์กติกโดยทั่วไปจะต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของน้ำแข็งทะเลที่กำลังละลาย การเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลวเกิดขึ้นจากการผสม โมเลกุลของ เกลือและน้ำ คล้ายกับการละลายของน้ำตาลในน้ำ แม้ว่าอุณหภูมิของน้ำจะต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของน้ำตาลมากก็ตาม อย่างไรก็ตาม อัตราการละลายถูกจำกัดด้วยความเข้มข้นของเกลือ ดังนั้นจึงช้ากว่าการหลอมเหลว^{[ 105 ]}

น้ำแข็งได้รับการยกย่องมานานแล้วว่าเป็นวิธีการระบายความร้อนที่ดี ในอิหร่านเมื่อ 400 ปีก่อนคริสตกาล วิศวกรชาว เปอร์เซียได้พัฒนาเทคนิคการเก็บรักษาน้ำแข็งในทะเลทรายตลอดช่วงฤดูร้อนแล้ว ในช่วงฤดูหนาว น้ำแข็งจะถูกขนส่งจากแหล่งเก็บน้ำแข็งและภูเขาใกล้เคียงในปริมาณมากเพื่อเก็บไว้ในตู้เย็น ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งระบายความร้อนด้วยวิธีธรรมชาติ เรียก ว่า ยัคชัล (yakhchal) (หมายถึงที่เก็บน้ำแข็ง ) ยัคชัลเป็นพื้นที่ใต้ดินขนาดใหญ่ (มากถึง 5,000 ลูกบาศก์เมตร⁾ที่มีผนังหนา (อย่างน้อยสองเมตรที่ฐาน) ทำจากปูนชนิดพิเศษที่เรียกว่าซารูจ (sarooj)ซึ่งทำจากทราย ดินเหนียว ไข่ขาว ปูนขาว ขนแพะ และเถ้า ปูนชนิดนี้ทนต่อการถ่ายเทความร้อน ช่วยให้น้ำแข็งเย็นพอที่จะไม่ละลาย และยังกันน้ำได้ด้วย ยัคชัลมักจะมีระบบ ชลประทาน ใต้ดิน (qanat)และระบบดักลมที่สามารถลดอุณหภูมิภายในให้เย็นจัดได้ แม้ในช่วงฤดูร้อน การใช้ประโยชน์จากน้ำแข็งอย่างหนึ่งคือการทำของหวานแช่เย็นสำหรับราชวงศ์^{[ 106 ] [ 107 ]}

ในอังกฤษช่วงศตวรรษที่ 16-17 มีอุตสาหกรรมที่เฟื่องฟู โดยพื้นที่ลุ่มต่ำตามแนวปากแม่น้ำเทมส์จะถูกน้ำท่วมในช่วงฤดูหนาว และมีการเก็บเกี่ยวน้ำแข็งใส่รถเข็นและเก็บไว้ระหว่างฤดูกาลในบ้านไม้ที่มีฉนวนกันความร้อน เพื่อสำรองไว้ในโรงเก็บน้ำแข็งซึ่งมักตั้งอยู่ในบ้านชนบทขนาดใหญ่ และใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อรักษาความสดของปลาที่จับได้จากน่านน้ำห่างไกล กล่าวกันว่าชาวอังกฤษคนหนึ่งได้ลอกเลียนแบบกิจกรรมนี้หลังจากที่เขาเห็นกิจกรรมเดียวกันนี้ในประเทศจีน มีการนำเข้าน้ำแข็งจากนอร์เวย์มายังอังกฤษในปริมาณมากตั้งแต่ปี 1823 ^{[ 108 ]}

ในสหรัฐอเมริกา การขนส่งน้ำแข็งครั้งแรกถูกส่งจากนิวยอร์กซิตี้ไปยังชาร์ลสตัน รัฐเซาท์แคโรไลนาในปี 1799 ^{[ 108 ]}และในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 การเก็บเกี่ยวน้ำแข็งได้กลายเป็นธุรกิจขนาดใหญ่เฟรเดอริก ทิวดอร์ ผู้ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักในนาม "ราชาแห่งน้ำแข็ง" ได้ทำงานเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ฉนวนที่ดีขึ้นสำหรับการขนส่งน้ำแข็งทางไกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งไปยังเขตร้อน ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักในชื่อการค้าน้ำแข็ง^{[ 109 ]}

เมืองตรีเอสเตส่งน้ำแข็งไปยังอียิปต์คอร์ฟูและซานเต้ สวิต เซอร์ แลนด์ส่งไปยังฝรั่งเศส และบางครั้งเยอรมนีก็ได้รับน้ำแข็งจากทะเลสาบ ในแคว้น บาวาเรีย^{[ 108} ]ตั้งแต่ช่วงปี 1930 จนถึงปี 1994 อาคาร รัฐสภาฮังการี ใช้น้ำแข็ง ^ที่เก็บเกี่ยวในฤดูหนาวจากทะเลสาบบาลาตอนเพื่อใช้ในการปรับอากาศ^{[ 110 ]}

โรงเก็บน้ำแข็งใช้สำหรับเก็บน้ำแข็งที่เกิดขึ้นในฤดูหนาว เพื่อให้มีน้ำแข็งใช้ได้ตลอดทั้งปี และตู้เย็น แบบแรก ที่เรียกว่าตู้แช่น้ำแข็งจะใช้ก้อนน้ำแข็งวางไว้ข้างในเพื่อทำความเย็น เมืองหลายแห่งมี บริการ ส่ง น้ำแข็งเป็นประจำ ในช่วงฤดูร้อน การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีการทำความเย็นเทียมทำให้การส่งน้ำแข็งกลายเป็นสิ่งล้าสมัย^{[ 111 ]}

น้ำแข็งยังคงถูกเก็บเกี่ยวเพื่อใช้ในงานประติมากรรมน้ำแข็งและหิมะตัวอย่างเช่นมีการใช้เลื่อยตัดน้ำแข็ง เพื่อนำน้ำแข็ง จากผิวน้ำแข็งของแม่น้ำซงฮวา มาใช้ใน งานเทศกาลประติมากรรมน้ำแข็งและหิมะนานาชาติฮาร์บินทุก ปี ^{[ 112 ]}

กระบวนการเขียนที่เก่าแก่ที่สุดที่ทราบเกี่ยวกับการสร้างน้ำแข็งเทียมคืองานเขียนในศตวรรษที่ 13 ของนักประวัติศาสตร์ชาวอาหรับอิบนู อุซัยบียาในหนังสือKitab Uyun al-anba fi tabaqat-al-atibbaเกี่ยวกับการแพทย์ ซึ่งอิบนู อุซัยบียา อ้างถึงกระบวนการนี้โดยผู้เขียนที่เก่าแก่กว่าคือ อิบนู บัคตะเวย์ฮี ซึ่งไม่มีใครรู้จักเขาเลย^{[ 113 ]}

ปัจจุบันมีการผลิตน้ำแข็งในระดับอุตสาหกรรมเพื่อใช้ประโยชน์ต่างๆ เช่น การเก็บรักษาและแปรรูปอาหาร การผลิตสารเคมี การผสมและการบ่มคอนกรีต และน้ำแข็งสำหรับผู้บริโภคหรือบรรจุภัณฑ์^{[ 114 ]} เครื่องทำ น้ำแข็งเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ผลิตน้ำแข็งแบบเป็นชิ้นเล็กๆ สามประเภทพื้นฐาน ได้แก่ น้ำแข็งเกล็ด น้ำแข็งทรงกระบอก และน้ำแข็งแผ่น โดยใช้เทคนิคที่หลากหลาย^{[ 114 ]}เครื่องทำน้ำแข็งแบบชุดใหญ่สามารถผลิตน้ำแข็งได้มากถึง 75 ตันต่อวัน^{[ 115 ]}ในปี 2545 มีบริษัทผลิตน้ำแข็งเชิงพาณิชย์ 426 แห่งในสหรัฐอเมริกา โดยมีมูลค่าการจัดส่งรวมกัน 595,487,000 ดอลลาร์สหรัฐ^{[ 116 ]} ตู้เย็นในบ้านยังสามารถทำน้ำแข็งได้ด้วย เครื่องทำน้ำแข็งในตัวซึ่งโดยทั่วไปจะทำน้ำแข็งก้อนหรือน้ำแข็งบด อุปกรณ์ดังกล่าวชิ้นแรกถูกนำเสนอในปี 1965 โดยFrigidaire ^{[ 117 ]}

การก่อตัวของน้ำแข็งบนถนนเป็นอันตรายที่พบได้ทั่วไปในฤดูหนาว และน้ำแข็งดำนั้น^{อันตราย}เป็นพิเศษเพราะมองเห็นได้ยากมาก มันทั้งโปร่งใสมาก และมักจะก่อตัวขึ้นโดยเฉพาะในพื้นที่ร่มเงา (และดังนั้นจึงเย็นกว่าและมืดกว่า) เช่น ใต้สะพานลอย^[ 118 ^]

เมื่อใดก็ตามที่มีฝนเยือกแข็งหรือหิมะที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิใกล้จุดหลอมเหลว มักจะเกิดน้ำแข็งเกาะบนกระจกรถยนต์ บ่อยครั้งที่หิมะละลายแล้วแข็งตัวอีกครั้ง ก่อตัวเป็นชั้นน้ำแข็งที่แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยซึ่ง "ยึด" หิมะไว้กับกระจก ในกรณีนี้ มวลน้ำแข็งจะถูกกำจัดออกด้วย ที่ ขูดน้ำแข็ง^{[ 119 ]}ชั้นผลึกน้ำแข็งบางๆ ยังสามารถก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวด้านในของกระจกรถยนต์ได้ในสภาพอากาศที่หนาวเย็นเพียงพอ ในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 รถยนต์บางรุ่น เช่นFord Thunderbirdสามารถอัพเกรดด้วยกระจกหน้ารถที่ให้ความร้อนได้ เทคโนโลยีนี้ไม่เป็นที่นิยมอีกต่อไปเนื่องจากมีราคาแพงเกินไปและเสียหายได้ง่าย แต่ระบบไล่ฝ้า กระจกหลัง มีราคาถูกกว่าในการบำรุงรักษาและจึงแพร่หลายมากกว่า^{[ 120 ]}

ในบริเวณที่มีอากาศหนาวเย็นเพียงพอ ชั้นน้ำแข็งบนผิวน้ำอาจหนาพอที่จะสร้างถนนน้ำแข็ง ได้ กฎระเบียบบางข้อระบุว่าความหนาที่ปลอดภัยขั้นต่ำคือ 4 นิ้ว (10 ซม.) สำหรับคน 7 นิ้ว (18 ซม.) สำหรับรถ สโนว์โมบิลและ 15 นิ้ว (38 ซม.) สำหรับรถยนต์ ที่มีน้ำหนัก เบาน้อยกว่า 5 ตัน สำหรับรถบรรทุกความหนาที่มีประสิทธิภาพจะแตกต่างกันไปตามน้ำหนักบรรทุก เช่น รถที่มีน้ำหนักรวม 9 ตัน ต้องมีความหนา 20 นิ้ว (51 ซม.) ที่น่าสังเกตคือ ขีดจำกัดความเร็วสำหรับยานพาหนะที่เคลื่อนที่บนถนนที่มีความหนาที่ปลอดภัยขั้นต่ำคือ 25 กม./ชม. (16 ไมล์/ชม.) เพิ่มขึ้นเป็น 35 กม./ชม. (22 ไมล์/ชม.) หากความหนาของถนนมากกว่าค่าที่ปลอดภัยขั้นต่ำ 2 เท่าขึ้นไป^{[ 121 ]}มีกรณีที่ทราบกันว่ามีการสร้างทางรถไฟบนน้ำแข็ง^{[ 122 ]}

เส้นทางแห่งชีวิตข้ามทะเลสาบลาโดกาเปิดให้บริการในช่วงฤดูหนาวปี 1941–1942 และ 1942–1943 ซึ่งเป็นเส้นทางบกเพียงเส้นเดียวที่สหภาพโซเวียต สามารถใช้ เพื่อบรรเทาการปิดล้อมเลนินกราดโดยกองทัพกลุ่มเหนือ ของ เยอรมัน^{[ 123 ] : 76–80} รถบรรทุกขนส่งเสบียงหลายแสนตันเข้าสู่เมือง และอพยพพลเรือนหลายแสนคน^{[ 124 ]}ปัจจุบันเป็นมรดกโลก^{[ 125 ]}

For ships, ice presents two distinct hazards. Firstly, spray and freezing rain can produce an ice build-up on the superstructure of a vessel sufficient to make it unstable, potentially to the point of capsizing.^[126] Earlier, crewmembers were regularly forced to manually hack off ice build-up. After 1980s, spraying de-icing chemicals or melting the ice through hot water/steam hoses became more common.^[127] Secondly, icebergs – large masses of ice floating in water (typically created when glaciers reach the sea) – can be dangerous if struck by a ship when underway. Icebergs have been responsible for the sinking of many ships, notably the RMS Titanic.^[128]

For harbors near the poles, being ice-free, ideally all year long, is an important advantage. Examples are Murmansk (Russia), Petsamo (Russia, formerly Finland), and Vardø (Norway). Harbors which are not ice-free are opened up using specialized vessels, called icebreakers.^[129] Icebreakers are also used to open routes through the sea ice for other vessels, as the only alternative is to find the openings called "polynyas" or "leads". A widespread production of icebreakers began during the 19th century. Earlier designs simply had reinforced bows in a spoon-like or diagonal shape to effectively crush the ice. Later designs attached a forward propeller underneath the protruding bow, as the typical rear propellers were incapable of effectively steering the ship through the ice.^[129]

สำหรับเครื่องบิน น้ำแข็งสามารถก่อให้เกิดอันตรายได้หลายประการ ขณะที่เครื่องบินบินขึ้น มันจะผ่านชั้นอากาศที่มีอุณหภูมิและความชื้นต่างกัน ซึ่งบางชั้นอาจเอื้อต่อการก่อตัวของน้ำแข็ง หากน้ำแข็งก่อตัวบนปีกหรือพื้นผิวควบคุม อาจส่งผลเสียต่อคุณสมบัติการบินของเครื่องบิน ในปี ค.ศ. 1919 ระหว่างการบินข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกแบบไม่หยุดพักครั้งแรกนักบินชาวอังกฤษ กัปตันจอห์น อัลค็อกและร้อยโทอาเธอร์ วิทเทน บราวน์ได้พบกับสภาพน้ำแข็งเกาะดังกล่าว บราวน์ออกจากห้องนักบินและปีนขึ้นไปบนปีกหลายครั้งเพื่อเอาน้ำแข็งที่ปกคลุมช่องรับอากาศของเครื่องยนต์ของ เครื่องบิน วิคเกอร์ส วิมี่ที่พวกเขากำลังบินอยู่ออก^{[ 132 ]}

หนึ่งในจุดอ่อนที่ได้รับผลกระทบจากการเกิดน้ำแข็งเกาะซึ่งเกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบคือคาร์บูเรเตอร์เมื่ออากาศถูกดูดผ่านคาร์บูเรเตอร์เข้าไปในเครื่องยนต์ ความดันอากาศในบริเวณนั้นจะลดลง ซึ่งทำให้เกิด การเย็น ตัวแบบอะเดียแบติกดังนั้น ในสภาพอากาศชื้นใกล้จุดเยือกแข็ง คาร์บูเรเตอร์จะเย็นลงและมีแนวโน้มที่จะเกิดน้ำแข็งเกาะ ซึ่งจะปิดกั้นการจ่ายอากาศไปยังเครื่องยนต์และทำให้เครื่องยนต์เสียหาย ระหว่างปี 1969 ถึง 1975 มีการบันทึกเหตุการณ์ดังกล่าว 468 ครั้ง ทำให้เครื่องบินสูญหาย 75 ลำ ​​มีผู้เสียชีวิต 44 ราย และบาดเจ็บสาหัส 202 ราย^{[ 133 ]}ดังนั้นจึง มีการพัฒนา เครื่องทำความร้อนอากาศเข้าคาร์บูเรเตอร์นอกจากนี้ เครื่องยนต์ลูกสูบที่มีระบบฉีดเชื้อเพลิงไม่จำเป็นต้องใช้คาร์บูเรเตอร์ตั้งแต่แรก^{[ 134 ]}

เครื่องยนต์เจ็ทไม่ประสบปัญหาการเกิดน้ำแข็งเกาะคาร์บูเรเตอร์ แต่อาจได้รับผลกระทบจากความชื้นที่มีอยู่ในเชื้อเพลิงเจ็ทซึ่งแข็งตัวและก่อตัวเป็นผลึกน้ำแข็ง ซึ่งอาจอุดตันทางเข้าเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ได้ มีการใช้เครื่องทำความร้อนเชื้อเพลิงและ/หรือสารเติมแต่งละลายน้ำแข็งเพื่อแก้ไขปัญหานี้^{[ 135 ]}

น้ำแข็งมีบทบาทสำคัญในการพักผ่อนหย่อนใจในฤดูหนาวและในกีฬาหลายประเภท เช่นการ เล่นส เก็ตน้ำแข็งการเล่นสเก็ตทัวร์ ฮอกกี้น้ำแข็งแบนดี้ การตกปลา^บนน้ำแข็ง การปีนน้ำแข็ง เคอ ร์ลิง บรูมบอลและการแข่งเลื่อนบนบอบสเลดลูจและสเกเลตันกีฬาต่างๆ ที่เล่นบนน้ำแข็งหลายประเภทได้รับความสนใจในระดับนานาชาติทุกๆ สี่ปีในช่วงการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูหนาว [ ^{136 ]}

เรือขนาดเล็กคล้ายเรือสามารถติดตั้งบนใบพัดและขับเคลื่อนไปบนน้ำแข็งโดยใช้ใบเรือกีฬานี้เรียกว่าการแล่นเรือน้ำแข็งและมีการเล่นกันมาหลายศตวรรษแล้ว^{[ 137 ] [ 138 ]}กีฬายานยนต์อีกประเภทหนึ่งคือการแข่งรถบนน้ำแข็ง ซึ่งผู้ขับขี่ต้องเร่งความเร็วบนน้ำแข็งทะเลสาบพร้อมกับควบคุมการลื่นไถลของยานพาหนะ (คล้ายกับ การแข่งรถบนสนามดินในบางแง่) กีฬานี้ยังได้รับการดัดแปลงสำหรับสนามน้ำแข็ง อีกด้วย ^{[ 139 ]}

• น้ำแข็งยังคงใช้ในการทำความเย็นและถนอมอาหารในกล่องเก็บ ความเย็นแบบพก พา^{[ 111 ]}
• สามารถใช้ น้ำแข็งก้อนหรือน้ำแข็งบดในการทำให้เครื่องดื่มเย็นลงได้ เมื่อน้ำแข็งละลาย มันจะดูดซับความร้อนและรักษาอุณหภูมิของเครื่องดื่มให้อยู่ใกล้ 0 องศาเซลเซียส (32 องศาฟาเรนไฮต์) ^{[ 140 ]}
• น้ำแข็งสามารถใช้เป็นส่วนหนึ่งของระบบปรับอากาศได้ โดยใช้พัดลมที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือพลังงานแสงอาทิตย์เป่าอากาศร้อนไปบนน้ำแข็ง ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในช่วงคลื่นความร้อนเมื่อไฟฟ้าดับและเครื่องปรับอากาศแบบมาตรฐาน (ที่ใช้ไฟฟ้า) ใช้งานไม่ได้^{[ 141 ]}
• สามารถใช้น้ำแข็ง (เช่นเดียวกับแผ่นประคบเย็น อื่นๆ ) เพื่อลดอาการบวม (โดยการลดการไหลเวียนของเลือด) และอาการปวดโดยการกดลงบนบริเวณของร่างกาย^{[ 142 ]}

• วิศวกรใช้ประโยชน์จากความแข็งแกร่งของแผ่นน้ำแข็งเมื่อพวกเขาสร้างท่าเทียบเรือน้ำแข็ง ลอยน้ำแห่งแรกของแอนตาร์กติกา ในปี 1973 ^{[ 143 ]}ท่าเทียบเรือน้ำแข็งดังกล่าวใช้ในระหว่างการขนส่งสินค้าเพื่อขนถ่ายสินค้าจากเรือ เจ้าหน้าที่ปฏิบัติการของกองเรือจะสร้างท่าเทียบเรือลอยน้ำในช่วงฤดูหนาว พวกเขาสร้างบนน้ำทะเลที่แข็งตัวตามธรรมชาติในอ่าวแมคมูร์โดจนกระทั่งท่าเทียบเรือมีความลึกประมาณ 22 ฟุต (6.7 เมตร) ท่าเทียบเรือน้ำแข็งเป็นโครงสร้างชั่วคราวโดยธรรมชาติ แม้ว่าบางแห่งจะสามารถใช้งานได้นานถึง 10 ปี เมื่อท่าเทียบเรือไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป ก็จะถูกลากไปยังทะเลด้วยเรือตัดน้ำแข็ง^{[ 144 ]}

• โครงสร้างและประติมากรรมน้ำแข็งสร้างขึ้นจากก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่หรือโดยการพ่นน้ำ^{[ 122 ]}โครงสร้างส่วนใหญ่มีไว้เพื่อการตกแต่ง (เช่นเดียวกับปราสาทน้ำแข็ง ) และไม่เหมาะสำหรับการอยู่อาศัยในระยะยาวโรงแรมน้ำแข็งมีให้บริการตามฤดูกาลในพื้นที่หนาวเย็นบางแห่ง^{[ 145 ]}อิกลูเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของโครงสร้างชั่วคราวที่ทำจากหิมะเป็นหลัก^{[ 146 ]}
• วิศวกรยังสามารถใช้น้ำแข็งเพื่อทำลายได้อีกด้วย ในการทำเหมืองการเจาะรูในโครงสร้างหินแล้วเทน้ำลงไปในช่วงอากาศเย็นถือเป็นทางเลือกที่ยอมรับได้แทนการใช้ไดนาไมต์เนื่องจากหินจะแตกเมื่อน้ำขยายตัวเป็นน้ำแข็ง^{[ 9 ]}
• ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองโครงการฮับบาคุคเป็นโครงการของฝ่ายสัมพันธมิตรที่ศึกษาการใช้ไพเครต (เส้นใยไม้ผสมกับน้ำแข็ง) เป็นวัสดุที่เป็นไปได้สำหรับเรือรบ โดยเฉพาะเรือบรรทุกเครื่องบิน เนื่องจากสามารถสร้างเรือที่ทนทานต่อตอร์ปิโดและมีดาดฟ้าขนาดใหญ่ได้ง่ายด้วยน้ำแข็ง มีการสร้างต้นแบบขนาดเล็ก^{[ 147 ]}แต่ในไม่ช้าก็พบว่าโครงการนี้มีค่าใช้จ่ายสูงกว่าเรือบรรทุกเครื่องบินทั่วไปมาก ในขณะเดียวกันก็ช้ากว่าหลายเท่าและยังเสี่ยงต่อการละลายอีกด้วย^{[ 148 ]}
• น้ำแข็งยังถูกนำมาใช้เป็นวัสดุสำหรับเครื่องดนตรีหลากหลายชนิด เช่น โดยTerje Isungsetนัก ตีกลอง ^{[ 149 ]}

Greenhouse gas emissions from human activities unbalance the Earth's energy budget and so cause an accumulation of heat.^[151] About 90% of that heat is added to ocean heat content, 1% is retained in the atmosphere and 3–4% goes to melt major parts of the cryosphere.^[151] Between 1994 and 2017, 28 trillion tonnes of ice were lost around the globe as the result.^[150]Arctic sea ice decline accounted for the single largest loss (7.6 trillion tonnes), followed by the melting of Antarctica's ice shelves (6.5 trillion tonnes), the retreat of mountain glaciers (6.1 trillion tonnes), the melting of the Greenland ice sheet (3.8 trillion tonnes) and finally the melting of the Antarctic ice sheet (2.5 trillion tonnes) and the limited losses of the sea ice in the Southern Ocean (0.9 trillion tonnes).^[150]

Other than the sea ice (which already displaces water due to Archimedes' principle), these losses are a major cause of sea level rise (SLR) and they are expected to intensify in the future. In particular, the melting of the West Antarctic ice sheet may accelerate substantially as the floating ice shelves are lost and can no longer buttress the glaciers. This would trigger poorly understood marine ice sheet instability processes, which could then increase the SLR expected for the end of the century (between 30 cm (1 ft) and 1 m (3+1⁄2 ft), depending on future warming), by tens of centimeters more.^{[152]: 1302}

การสูญเสียน้ำแข็งในกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกายังก่อให้เกิดน้ำละลาย จืดปริมาณมาก ซึ่งรบกวนการไหลเวียนของน้ำในมหาสมุทรแอตแลนติก (AMOC) และการไหลเวียนของน้ำในมหาสมุทรใต้ตามลำดับ^{[ 153 ]}การไหลเวียนของน้ำสองส่วนนี้มีความสำคัญมากต่อสภาพภูมิอากาศโลก การไหลของน้ำละลายในปริมาณมากอย่างต่อเนื่องอาจทำให้เกิดการหยุดชะงักอย่างรุนแรง (จนถึงจุดที่ "ล่มสลาย") ของการไหลเวียนของน้ำอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือแม้กระทั่งทั้งสองอย่าง เหตุการณ์ใดเหตุการณ์หนึ่งจะถือเป็นตัวอย่างของจุดเปลี่ยนในระบบภูมิอากาศเนื่องจากจะยากมากที่จะย้อนกลับ^{[ 153 ]}โดยทั่วไปแล้ว AMOC ไม่คาดว่าจะล่มสลายในช่วงศตวรรษที่ 21 ในขณะที่มีความรู้เกี่ยวกับการไหลเวียนของน้ำในมหาสมุทรใต้อย่างจำกัด^{[ 152 ] : 1214}

อีกตัวอย่างหนึ่งของจุดเปลี่ยนที่เกี่ยวข้องกับน้ำแข็งคือการละลายของชั้นดินเยือกแข็งถาวร ในขณะที่สารอินทรีย์ในชั้นดินเยือกแข็งถาวรทำให้เกิดการปล่อยก๊าซ CO2 มีเทนเมื่อมันละลายและเริ่มย่อยสลาย^{[ 153 ]}การละลายของน้ำแข็งทำให้พื้นดินกลายเป็นของเหลว ส่งผลให้สิ่งก่อสร้างใดๆ ที่สร้างขึ้นเหนือชั้นดินเยือกแข็งถาวรเดิมพังทลายลง ภายในปี 2050 คาดว่าความเสียหายทางเศรษฐกิจจากการสูญเสียโครงสร้างพื้นฐานดังกล่าวจะมีมูลค่าหลายหมื่นล้านดอลลาร์^{[ 154 ]}

ในอนาคตมหาสมุทรอาร์กติกมีแนวโน้มที่จะสูญเสียน้ำแข็งทะเลทั้งหมดในช่วงเดือนกันยายนอย่างน้อยบางปี (สิ้นสุดฤดูน้ำแข็งละลาย) แม้ว่าน้ำแข็งบางส่วนจะกลับมาแข็งตัวอีกครั้งในช่วงฤดูหนาว กล่าวคือ เดือนกันยายนที่ปราศจากน้ำแข็งมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นหนึ่งครั้งในทุกๆ 40 ปี หากภาวะโลกร้อนอยู่ที่ 1.5 °C (2.7 °F) แต่จะเกิดขึ้นหนึ่งครั้งในทุกๆ 8 ปี หากอยู่ที่ 2 °C (3.6 °F) และหนึ่งครั้งในทุกๆ 1.5 ปี หากอยู่ที่ 3 °C (5.4 °F) ^{[ 156 ]}สิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศในระดับภูมิภาคและระดับโลกเนื่องจากปฏิกิริยาตอบกลับของน้ำแข็ง-อัลเบโดเนื่องจากน้ำแข็งสะท้อนพลังงานแสงอาทิตย์ได้สูง การปกคลุมด้วยน้ำแข็งทะเลอย่างต่อเนื่องจะลดอุณหภูมิในท้องถิ่น เมื่อน้ำแข็งละลาย น้ำทะเลที่มืดกว่าจะเริ่มดูดซับความร้อนมากขึ้น ซึ่งจะช่วยละลายน้ำแข็งที่เหลืออยู่ด้วย^{[ 159 ]}

การสูญเสียน้ำแข็งทะเลทั่วโลกระหว่างปี 1992 ถึง 2018 ซึ่งเกือบทั้งหมดอยู่ในแถบอาร์กติก ได้ส่งผลกระทบเทียบเท่ากับ การปล่อย ก๊าซเรือนกระจก 10% ในช่วงเวลาเดียวกัน^{[ 160 ]}หากน้ำแข็งทะเลในแถบอาร์กติกหายไปทุกปีระหว่างเดือนมิถุนายนถึงกันยายน ( วันขั้วโลกซึ่งเป็นวันที่ดวงอาทิตย์ส่องแสงตลอดเวลา) อุณหภูมิในแถบอาร์กติกจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 1.5 °C (2.7 °F) ในขณะที่อุณหภูมิโลกจะเพิ่มขึ้นประมาณ 0.19 °C (0.34 °F) ^{[ 155 ]}

ภายในปี 2100 ธารน้ำแข็งบนภูเขาอย่างน้อยหนึ่งในสี่นอกกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกาจะละลาย^{[ 162 ]}และโดยพื้นฐานแล้วแผ่นน้ำแข็งทั้งหมดบนภูเขาที่ไม่ใช่ขั้วโลกน่าจะสูญหายไปประมาณ 200 ปีหลังจากภาวะโลกร้อนถึง 2 °C (3.6 °F) ^{[ 157 ] [ 158 ]}แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันตกมีความเปราะบางสูงและมีแนวโน้มที่จะหายไปแม้ว่าภาวะโลกร้อนจะไม่รุนแรงขึ้นอีก^{[ 163 ] [ 164 ] [ 165 ] [ 166 ]}แม้ว่าอาจต้องใช้เวลาประมาณ 2,000 ปีก่อนที่การสูญหายจะเสร็จสมบูรณ์^{[ 157 ] [ 158 ]}แผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์มีแนวโน้มที่จะสูญหายไปมากที่สุดเมื่อภาวะโลกร้อนคงอยู่ระหว่าง 1.7 °C (3.1 °F) และ 2.3 °C (4.1 °F) ^{[ 167 ]}แม้ว่าการสูญหายทั้งหมดจะต้องใช้เวลาประมาณ 10,000 ปี^{[ 157 ] [ 158 ]}ในที่สุดแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันออกจะใช้เวลาอย่างน้อย 10,000 ปีในการละลายทั้งหมด ซึ่งต้องอาศัยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นระหว่าง 5 °C (9.0 °F) ถึง 10 °C (18 °F) ^{[ 157 ] [ 158 ]}

หากน้ำแข็งบนโลกละลายหมด จะส่งผลให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นประมาณ 70 เมตร (229 ฟุต 8 นิ้ว) ^{[ 168 ]}โดยประมาณ 53.3 เมตร (174 ฟุต 10 นิ้ว) มาจากแอนตาร์กติกาตะวันออก^{[ 58 ]}เนื่องจากการฟื้นตัวของเปลือกโลกพื้นที่ที่ปราศจากน้ำแข็งจะสูงขึ้น 301 เมตร (987 ฟุต 6 นิ้ว) ในกรีนแลนด์ และ 494 เมตร (1,620 ฟุต 9 นิ้ว) ในแอนตาร์กติกา โดยเฉลี่ย พื้นที่ใจกลางของแต่ละแผ่นดินจะสูงขึ้นถึง 783 เมตร (2,568 ฟุต 11 นิ้ว) และ 936 เมตร (3,070 ฟุต 10 นิ้ว) ตามลำดับ^{[ 169 ]}ผลกระทบต่ออุณหภูมิโลกจากการสูญเสียแอนตาร์กติกาตะวันตก ธารน้ำแข็งบนภูเขา และแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์นั้นคาดว่าจะอยู่ที่ 0.05 °C (0.090 °F), 0.08 °C (0.14 °F) และ 0.13 °C (0.23 °F) ตามลำดับ^{[ 155 ]}ในขณะที่การขาดแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันออกจะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 0.6 °C (1.1 °F) ^{[ 157 ] [ 158 ]}

เฟสของแข็งของสารระเหยอื่นๆ อีกหลายชนิดก็ถูกเรียกว่าน้ำแข็ง เช่น กัน โดยทั่วไปแล้ว สารระเหยจะถูกจัดว่าเป็นน้ำแข็งหากจุดหลอมเหลวหรือ จุด ระเหิดอยู่เหนือหรือประมาณ 100 K (−173 °C; −280 °F) (โดยสมมติว่าความดันบรรยากาศมาตรฐาน) ตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดคือน้ำแข็งแห้งซึ่งเป็นรูปของแข็งของคาร์บอนไดออกไซด์จุดระเหิด/การตกตะกอนของมันเกิดขึ้นที่ 194.7 K (−78.5 °C; −109.2 °F) ^{[ 170 ]}

"อะนาล็อกแม่เหล็ก" ของน้ำแข็งยังเกิดขึ้นในวัสดุแม่เหล็กฉนวนบางชนิดซึ่งโมเมนต์แม่เหล็กเลียนแบบตำแหน่งของโปรตอนในน้ำแข็งและปฏิบัติตามข้อจำกัดด้านพลังงานที่คล้ายกับกฎน้ำแข็ง ของเบอร์นัล-ฟาวเลอร์ ที่เกิดจากความขัดแย้งทางเรขาคณิตของการจัดเรียงโปรตอนในน้ำแข็ง วัสดุเหล่านี้เรียกว่าน้ำแข็งสปิน^{[ 171 ]}

• แบรดี้, เอมี่. น้ำแข็ง: จากเครื่องดื่มผสมไปจนถึงลานสเก็ต - ประวัติศาสตร์อันน่าสนใจของสินค้าขายดี (GP Putnam's Sons, 2023)
• ฮอกเก้, เฟร็ด. ว่าด้วยน้ำแข็งและมนุษย์: เราใช้ความหนาวเย็นเปลี่ยนแปลงมนุษยชาติได้อย่างไร (สำนักพิมพ์เพกาซัส, 2022)
• เลโอนาร์ด, แม็กซ์. ช่วงเวลาแห่งความหนาวเย็น: ประวัติศาสตร์น้ำแข็งของมนุษย์ (บลูมส์เบอรี, 2023) บทวิจารณ์หนังสือเล่มนี้ทางออนไลน์

ลองค้นหาคำว่า "ice"ใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับน้ำแข็ง

Wikisourceมีเนื้อหาของบทความ " Ice " จากหนังสือ The New Student's Reference Work

• รายการสินค้าของ Webmineral สำหรับน้ำแข็ง
• ข้อมูลรายชื่อและตำแหน่งที่ตั้งของ Ice จาก MinDat.org
• การประเมินความสามารถในการรับน้ำหนักของน้ำแข็ง
• น้ำแข็งอุณหภูมิสูง ความดันสูง
• ประวัติศาสตร์น้ำแข็งที่น่าทึ่งและน่าสนใจ