Однозначного объяснения, почему тёплая вода замерзает быстрее, чем холодная, нет. 4 Вот несколько предположений:

• Горячая вода быстрее испаряется. 24 Объём жидкости уменьшается, и она замерзает быстрее. 5
• Наличие снеговой подкладки. 24 Контейнер с горячей водой плавит под собой снег, улучшая тепловой контакт со стенкой морозильника. 2 Холодная вода не плавит под собой снег. 2
• Холодная вода начинает замерзать сверху, ухудшая тем самым процессы теплоизлучения и конвекции, а значит, и убыли тепла, тогда как горячая вода начинает замерзать снизу. 24
• Наличие центров кристаллизации в охлаждаемой воде — растворённых в ней веществ. 24 При малом количестве таких центров превращение воды в лёд затруднено, и возможно даже её переохлаждение, когда она остаётся в жидком состоянии, имея минусовую температуру. 24

Также есть версия, что температура воды влияет на расстояние между молекулами: чем она выше, тем сильнее отталкивающая сила и тем больше расстояние. 5 При охлаждении молекулы сближаются, выделяя энергию, отдача которой сопровождается понижением температуры. 5

Выбор конкретной причины зависит от конкретных условий эксперимента.