水在0℃至14℃的范围内，呈现出“冷胀热缩”的现象，称为反常膨胀 。
水的反常膨胀现象可以用氢键、缔合水分子理论予以解释 。
物质的密度由物质内分子的平均间距决定 。对于水来说，由于水中存在大量单个水分子，也存在多个水分子组合在一起的缔合水分子，而水分子缔合后形成的缔合水分子的分子平均间距变大，所以水的密度由水中缔合水分子的数量、缔合的单个水分子个数决定 。具体地说，水的密度由水分子的缔合作用、水分子的热运动两个因素决定 。当温度升高时，水分子的热运动加快、缔合作用减弱；当温度降低时，水分子的热运动减慢、缔合作用加强 。综合考虑两个因素的影响，便可得知水的密度变化规律 。
【水变成冰为什么密度减小体积增大 水变成冰体积变大】在水中，常温下有大约50％的单个水分子组合为缔合水分子，其中双分子缔合水分子最稳定 。
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