Однозначного ответа, почему тёплая вода замерзает быстрее холодной, нет. 2 Существует несколько гипотез на этот счёт:

• Горячая вода быстрее испаряется. 2 Объём жидкости уменьшается, а меньший объём воды с той же температурой замерзает быстрее. 2
• Причина кроется в испарении растворённых в воде газов. 3 При нагревании газы испаряются, плотность воды меняется. 3 Повышение плотности увеличивает теплопроводность, охлаждение происходит быстрее. 3
• Разница в энергии, запасённой в водородных связях. 2 Чем теплее вода, тем большим оказывается расстояние между молекулами жидкости из-за увеличения отталкивающих сил. 2 В результате водородные связи растягиваются, а следовательно, запасают большую энергию. 2 Эта энергия высвобождается при охлаждении воды — молекулы сближаются друг с другом. 2

Также есть версия, что если поставить ёмкость с тёплой жидкостью на снег или ледяную корку в холодильнике, она начнёт плавиться, что увеличит контакт между ёмкостью, водой в ней и холодильником, и тем самым ускорит замерзание тёплой воды. 1