Как происходит расширение воды в зависимости от температуры?

Расширение воды в зависимости от температуры происходит следующим образом: при нагревании воды с температуры таяния льда вначале у неё уменьшается объём, и только после 4 °C её объём начинает увеличиваться. 1

Например, при нагреве от 4 до 20 градусов вода будет расширяться, а при остывании от 20 до 4 — сжиматься, но при дальнейшем остывании жидкость вновь начнёт расширяться. 2

Причина такого поведения воды в том, что объём воды определяется расстоянием между молекулами H2O, которое регулируется длиной водородных связей. 5 С ростом температуры длина водородных связей растёт, увеличивая объём вещества. 5 Но в диапазоне от 0 °C до 4 °C уменьшается размер кластеров — они состоят не из пяти, а из трёх частиц. 5 В результате размер отдельных элементов системы уменьшается, и они плотнее прилегают друг к другу. 5