Ais

Air terjun beku di pergunungan Rhön

Satu blok ais seberat 4 tan, di pantai Iceland

Ais boleh merujuk kepada mana-mana 14 pepejal fasa air yang diketahui. Walau bagaimanapun, dalam konteks bukan saintifik, ia selalu menggambarkan ais I_h, di mana ia merupakan yang paling banyak di biosfera Bumi.

Ais jenis ini adalah kristal lembut dan rapuh, yang boleh kelihatan lutsinar (transparent) atau warna jernih kebiru-putihan bergantung kepada wujudnya unsur seperti udara. Penambahan bahan lain seperti tanah mungkin akan mengubah penampilannya. Transisi fasa yang paling biasa kepada ais I_h wujud apabila cecair air itu disejukkan di bawah 0 °C (273.15 K, 32 °F) pada tekanan atmosfera piawai. Walau bagaimana pun, ia boleh jugasublimate daripada gas tanpa melalui fasa cecair seperti pembentukan fros. Ais tampil dalam pelbagai bentuk seperti hail, kiub ais, dan glasier. Ia memainkan peranan yang penting dalam banyak fenomena meteorologi. Penutup ais di kawasan-kawasan kutub adalah tanda-tanda iklim global terutamanya kitaran air.

Sebagai pepejal berkristal yang berlaku semulajadi, air dianggap sebagai galian hidrogen oksida.

Satu ciri luar biasa air yang dibekukan pada tekanan satu atmosfera adalah dalam bentuk pepejal ia adalah 8% kurang tumpat berbanding air cair. Air satu-satunya bahan bukan metalik yang diketahui mengembang apabila ia beku. Air batu mempunyai ketumpatan 0.9167 g/cm³ pada 0 °C, manakala air mempunyai ketumpatan 0.9998 g/cm³ pada suhu yang sama. Air cair adalah bebih tumpat, pada asasnya 1.00 g/cm³, pada 4 °C dan menjadi kurang tumpat ketika molekul air mula membentuk kristal hexagon air batu ketika suhu jatuh sehingga 0 °C. (Fakta, perkataan "kristal" datangnya dari perkataan Yunani bagi (frost).) Ini disebabkan ikatan hidrogen terbentuk antara molekul air, yang membariskan molekul kurang efisen (dari segi isipadu) apabila air membeku. Akibatnya adalah air batu terapung di atas air cair, yang merupakan faktor penting pada iklim Bumi (sekiranya air tenggelam dan bukannya terapung, semua air bertakung akan membeku dari bawah ke atas, membunuh ikan dan semua hidupan air yang tidak tahan kepada suhu beku). Dengan membeku pada permukaan, ia menghasilkan halangan dan memerangkap haba di bawahnya. Isipadu air batu meningkat sedikit dengan kenaikan suhu (ketumpatan air batu pada −180 °C (93 K) adalah 0.9340 g/cm³).

Apabila air batu cair, ia menyerap haba sama banyak sebagaimana (haba pelakuran) jumlah yang diperlukan bagi memanaskan jisim air yang sama banyak kepada suhu 80 °C, tetapi masih mengekalkan suhunya pada 0 °C.

Ciri air batu terapung ini pernah dirancang oleh pihak British bagi menghasilkan kapal induk air batu yang mampu menahan serangan bom musuh, tetapi rancangan ini dibatalkan kemudiannya.