Объём воды увеличивается при замораживании из-за образования кристаллической структуры. 2 Молекулы воды выстраиваются в ней, занимая больше пространства, чем при случайном расположении в жидкой воде. 2

Причина такого явления — необычная структура воды. 1 Молекулы воды связаны водородными связями, которые при снижении температуры становятся сильнее. 13 Когда вода охлаждается до состояния льда, все связи становятся только водородными, при этом они образуют гексагональную структуру, которая является более «открытой», чем большинство структур. 1 Это приводит к снижению плотности, а так как масса при этом остаётся постоянной, объём должен увеличиваться. 1

Таким образом, сочетание водородных связей и гексагональной структуры льда вызывает увеличение объёма воды при замораживании. 1