冰全部溶化成水后:

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冰是由氢键连接而成的固体。
氢键造成了冰结构上的空旷（冰的结构浪费了大量的空间）。当冰块融化、结构离解时，分子将填入那些被浪费的空间。
这意味着，冰块融化后其体积将会缩小。冰在这点上与大多数固体是不同的，大多数固体融化后其体积将会增大。
相应的，当水结成冰之时，水分子间的氢键将形成空旷的分子结构导致其体积增大。而大多数液体在凝固时体积会缩小。

在极冷的液态水中，仍然遗留有氢键所形成的空旷结构。随着温度的增加，分子不断脱离空旷结构，水所占体积不断缩小 （密度不断增加）。当分子完全脱离空旷结构后，随着温度的继续增加，分子的热运动促使分子间距增大的效应将显现出来，这是液体加热时的正常表现。在0 ℃至4 ℃时，水的体积将随温度的上升而缩小。4 ℃以上时，水的体积将随温度的上升而增大。

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