水变成冰体积变大,是因为液态水中水分子之间存在着较强的氢键作用力.它比分子间的作用力（范得瓦耳斯力）大得多.当水处于液态时,在氢键力的作用下,水分子靠近,在宏观上就表现为体积小.而变为固体时,水变为晶体,分子排列有了规律,氢键的作用力削弱,宏观的表现为体积变大. 大多数的液体变为固体都是体积变小。
自然界中，每种物质都有气体、液体、固体的三种状况，只有液体的体积最小，因为液体分子流动填空，气体松散，没有固定体积，固体由于分子间距离不同，形状不同，体积比液体大，热胀冷缩广泛适用于形态不变的物体，不适用于量变质变的形态变化，0-4°是冰-水发生形态变化的时刻0°→4°，吸热反应，4°→0°，放热反应。形态变化需要能量交换，才能完成。交换结束，新形态形成，体积按照新形态，比如冰或者水。冰是固体，体积大于液体水。
热胀冷缩，但是水和冰的形态不同（一个是液体、一个是固态），冰的密度大
水是一种特殊的物质，它在4摄氏度时密度最大，大于此温度时热胀冷缩。当低于此温度时热缩冷胀了，这样低密度的水或冰就会浮在水面上，水底的温度可保证鱼类等的生长
这在自然界中是最特殊的现象:水在4℃时每平方厘米1克，再冷再热体积都比这时候大结冰温度会增加1/11……………………
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