两个旋钮，一张地图
我们看到，一种物质的相同时取决于两样东西：温度和压力。那就画一张图，温度从左到右、压力从下到上。图上的每一个点都是一组可能的条件，我们可以按那里稳定存在的相给它上色。结果就是一张相图——一种物质在任何条件下如何表现的单张地图。
这张地图分成三大块领土。又冷又挤（左侧偏上）是固体区。又暖又挤是液体区。又热或又稀薄（右侧或偏下）是气体区。任选一个温度和压力，找到那个点，它底下的颜色就告诉你在烧瓶里实际会看到什么。
那些线，是两个相握手的地方
任意两个区域之间都有一条边界线。恰好落在线上，就有件特别的事成立：两个相同样安适、同时存在，谁也压不过谁。这种平衡叫做相共存。漂在一杯水里的冰，就是系统正好坐在固—液线上。
每一条线都是一种熟悉的相变换个角度看。液—气线就是沸腾曲线：在每个压力上，它标出沸点；换种读法，它描出蒸气压如何随温度攀升。固—液线是每个压力下的熔点。底部的固—气线是升华曲线。
越过一条线，就是发生一次相变。在固定压力下加热冰，你就在图上向右移动：你越过熔化线（冰→水），穿过液体区，再越过沸腾线（水→蒸气）。加热一种物质的整个日常故事，就是在地图上横着走一趟。
三相点：三者齐聚之处
三条边界线并不各奔东西——它们全都汇入同一个共享的点。在那里，也只有在那里，固、液、气三者完美平衡地共同存在。这就是三相点，每种物质各有一组唯一的、精确的温度与压力。
对水来说，三相点位于 0.01 °C 和一个很低的压力——远低于正常空气压力。它如此明确又可重复，以至于几十年来都用它来定义开尔文，即温度的基本单位。一只封住的纯水池子，悬在它的三相点上，是人类能制造出的最可靠的固定温度之一。
水那条后仰的秘密
在大多数相图上，固—液线随着上升略微向右倾斜：挤得越狠，熔点越高。水是个著名的叛逆者。它的固—液线却向后、向左倾斜。把冰挤得越狠，它的熔点反而下降——在足够高的压力下，冰会在 0 °C 以下熔化。
原因是水的一个怪癖：冰比液态水密度小，这正是冰会浮起来的原因。挤压偏爱密度更大、更紧凑的相——而对水来说，那是液体。所以压力会哄着冰去熔化。这单单一道后仰的倾斜，部分解释了为什么湖泊从上往下结冰，从而保全了水下的生命。
沸腾线在哪里戛然而止
顺着液—气线往上看，你会注意到它并不会无限延伸。它就是在某个点上戛然而止，之后什么都没有了。那个终点就是临界点，越过它，液体和气体之间的区分本身就消失了。这件事够奇怪——也够重要——值得用下一整篇来讲。
眼下，要带走的就是这张地图本身。一张相图把熔点、沸点、蒸气压、升华和三相点全都打包进一张一眼就能读的图里。学会在它上面走——横着走是加热，竖着走是加压——一种物质的整段一生就摊开在你面前。