「氷」という名称を持つ他の事項については「氷 (曖昧さ回避)」をご覧ください。
海氷 氷は水よりも密度が低いため、内部に水を残したまま、表面から氷結する。滝が凍結したもの（シビレ山不動滝）。
なお、天文学では宇宙空間に存在する一酸化炭素や二酸化炭素、メタンなど水以外の低分子物質の固体をも氷（誤解を避けるためには「○○の氷」）と呼ぶこともある。また惑星科学では、天王星や海王星の内部に存在する高温高密度の水や、アンモニアの液体のことを氷と呼ぶことがある。さらに日常語でも、固体の二酸化炭素をドライアイスと呼ぶ。
この記事では、水の固体を扱う。
氷の特徴熱い氷 図は縦軸に温度（摂氏と絶対温度）、横軸に圧力 (GPa) を取った。1 GPa は大気圧の1万倍である。例えば、10 GPa では数百度という高温の氷VIIが存在することが読み取れる。
結晶
無色透明（水以外の不純物や空気が混じらない場合）で、六方晶系の結晶を持つ。融点は通常の気圧で摂氏0度。ただし、圧力を変えることで相変化を起こし、結晶構造や物理的性質に差がある、様々な高圧相氷になることが知られている。この場合、我々が普段目にする「普通の」氷は「氷I」と呼ばれる。2021年現在、圧力が高い状態において氷IIから氷XIX(19)まで発見されている[1][2]。特に、極めて高い圧力下では、水素結合が縮んで水分子の配列が変わる。このように様々な相が存在することを多形という。
熱
氷は特異的に凝固熱、融解熱が大きい。例えば融解する時に、潜熱として1キログラムあたり約 80 kcal (333.5 kJ) の熱を周囲から奪う。これは同量の水を0℃から80℃まで温めることができるほどの熱量である。雪を食べると体力を消耗するとして、寒地では（特に遭難時）禁忌とされている。また、氷表面の水分子は結合が不完全でベアリングボールのように転がりやすく、氷表面は滑りやすい。この現象は2018年5月にドイツのマックス・プランク研究所の永田勇樹らのグループによって解明された[3][4]。ー7℃でこの性質は最も強く現れ、スケート、スキー、カーリング、そりなどはこの性質を活かしている。また、氷が溶け始めると逆に滑りにくくなる。従来、氷表面が滑る仕組みは圧力による界面の融解で説明されてきたが、象が氷上でハイヒールを履いて立っても圧力は大幅に不足する。
体積
通常気圧において凍る際は体積が約11分の1増加する。すなわち、比重が0.9168 と小さくなり、水に浮く。物質は温度が低くなるほど分子の振動が小さくなるため、通常であれば温度が低くなるほど密度は大きくなり、従って気相よりも液相のほうが密度が大きく、液相よりも固相のほうが密度が高い。このように固相の方が液相よりも密度が低い物質は非常に珍しい。これは液相の水分子が水素結合で強固に結びついており、固相の場合よりも分子間の距離が小さいことが原因である。また、密閉された状態で凍ると周囲の物質を押し出し、時に破壊する。例えば岩の隙間に水が入り込んで氷になると、岩を破壊する。生物の細胞も凍結すると破壊され、生物の凍傷や凍死の原因となる。冬季の寒冷地では凍結による水道管の破裂を防ぐため、夜間は水抜栓を用いて水を冷気の及ばない地中に落とし、凍結を防ぐ。清涼飲料水類の缶にも「凍らせないでください」という注意書きが書かれている。水に溶けた炭酸は水が凍ると気体として追い出されてしまい、炭酸水を容器に入れて凍らせると爆発する危険がある。
不純物
液体が固体になる時、溶解している物質は結晶構造に加わらずに濃縮される。冷蔵庫などで氷を作ると、内部に白く気泡が残されるのはこのためで、気泡中には、溶けていた空気（二酸化炭素やその他不純物）が閉じ込められている。一方、透明な部分は不純物が少ない、純度が高い水になっている。透明な氷を作るためには、なるべく純粋な水をゆっくり凍らせる必要がある。一般に、一度煮沸して気体を追い出したり、大部分が凍結した段階で不純物が集まった水の部分を捨てたりするなどの方法が取られる（濃縮された方に用がある場合は、凍結濃縮法と呼ばれる）。
氷の製造「冷蔵庫」および「製氷」も参照
氷には、河川や湖水の冬季に氷結した物を切り出して保存・利用する「天然氷」と、機械によって製造される「人造氷」とがある。長らく人類は天然氷のみを利用してきたが、19世紀、科学技術の発達により人造氷が現れると、衛生面・コストの点で天然氷の利用は主流ではなくなった。
我々は打ち水をすれば気温が下がることを知っているが、これは水が気化する際に熱を奪う（気化熱）ことによって起こる。機械による製氷も気化熱による冷却と同様の原理が利用される。
1748年、手回し式の減圧装置を用いることによるジエチルエーテルの気化熱を利用した製氷をスコットランドのウィリアム・カレンが行ったのが人造氷のはじまりとされる[5][6]
1834年には、エーテルを利用したコンプレッサー式製氷機の特許がアメリカのジェイコブ・パーキンスによって取られている[5][6]
日本では、明治以降に外国人居留地で小規模な製氷が行われるようになり、1883年（明治16年）東京製氷株式会社が設立されている（当初の製氷能力は、一日当たり6t）。 氷は冷却剤として複数の優れた性質を持っている。 以上の性質から主に使い捨ての冷却剤として、極めて広範な用途で使用されている。
氷の利用
融解熱が大きい - 氷の融解熱は333.5J/gとかなり大きく、少ない重量で効率的な冷却効果を得られる。
融点が十分低く、かつ低過ぎない - 融点が0度であるため0度未満まで冷却されにくく、冷却対象を凍結させにくい。細菌の繁殖を抑えつつ、細胞組織が水分の凍結によって破壊される事を回避出来るため、食品を冷却しても風味の変化を抑えられる。
安全である - 上述の性質により人体に触れても凍結の危険性が低い。また、溶けても水であるため毒性物質とならず、清潔な水で作れば食品に直接触れる用途や直接的な食用にも使える。
入手・処分が容易 - 水と家庭用冷凍庫程度の設備で製造出来るため、一般家庭でも入手が容易。近代以前でも雪や氷河など自然界の氷の利用が見られた。処分は溶けた水を捨てるだけでよい。
食用
かき氷
飲用 - かち割り、氷水
クラッシュドアイス - 清涼飲料水、カクテル、ウィスキーの冷却
氷菓
冷却用
冷蔵庫 - 初期の冷蔵庫は、単に断熱性のある筐体の天井部分に巨大な氷を詰めて冷やすだけのものであった。現在のアイスボックスに近く、定期的に氷屋から氷を届けてもらう必要があった。現在においても電気冷蔵庫に保存した場合、食材によっては特有の臭いがつく場合があり、氷冷蔵庫が用いられる例もある。
生鮮食品の鮮度維持 - 生鮮食品（特に魚介類）を輸送する際、梱包に砕いた氷を充填する。沿岸漁業では、漁船は船倉に砕いた氷を積んで出航するため、大きな漁港では岸壁に氷を送るコンベヤダクトが備えられている。
人体の冷却 - 発熱時などに氷枕（氷嚢）として冷却を行なう。
アイシング
その他
イグルー、かまくらなどの住居やホテル[注釈 1]。
燃料の結着
氷像、氷による建築・装飾など。
スケートリンク
