因为温水比冷水膨胀大，内部空间空更大，密度更小，水分子更活跃，相互碰撞更频繁。因此，在寒冷的冬季，活跃的水分子迅速将寒冷的温度相互传递，并在密度较低的温水中顺利扩散，整体水温下降相对较快。冷水的密度越高，水分子的活动越慢，冷空气温度在冷水中的整体传播速度越慢。所以此时温水结冰相对比冷水快。

水以三种不同的状态共存:液态、固态和气态。在液态水中，分子自由运动，水可以占据各种形状的容器，而在热水中，分子运动更自由，所需的空更大，这就是热胀冷缩的原因。水中的分子，周围温度越低，分子运动越慢，越紧密，在空之间的比例越小。但当温度低于4℃时，分子会形成一定的网格状排列，比在液态水中占据更多的空空间，所以冰浮在水上。