Почему некоторые материалы, такие как вода, расширяются при нагревании?

Большинство веществ расширяются при нагревании, потому что при этом молекулы или атомы вещества начинают двигаться быстрее. 1 В твёрдых телах атомы начинают с большей амплитудой колебаться вокруг своего среднего положения в кристаллической решётке, и им требуется больше свободного пространства. 1 В результате тело расширяется. 1

В жидкостях и газах расширение происходит из-за увеличения скорости теплового движения свободных молекул. 1

Вода увеличивается в объёме при нагревании, потому что её молекулы отталкиваются друг от друга с большей интенсивностью, что ведёт к увеличению объёма воды. 4

Однако при нагревании воды до определённой температуры она не расширяется, а сжимается. 5 При нагревании с температуры таяния льда вначале у неё уменьшается объём, и только после 4 °C её объём начинает увеличиваться. 5