Вода является жизненно важным веществом. На рисунке показано, как объём воды фиксированной массы изменяется от -20 °С до 100 °С. Лёд медленно расширяется, пока не достигнет 0 °С, и затем тает. Объём воды при 0 °С составляет 10/11 объёма льда при 0 °С, и этот объём продолжает уменьшаться, пока не достигается температура 4 °С.

После этого объём воды увеличивается при нагревании до температуры 100 °С, но неравномерно. Однако объём воды и при 100 °С всё же меньше объёма льда при 0 °С. При 100 °С вода превращается в пар, и её объём при атмосферном давлении увеличивается в 1650 раз.

Можно заметить, что вода имеет минимальный объём и максимальную плотность при 4 °С. Это устраивает и конькобежцев, и живое подо льдом. Лёд, будучи менее плотным, чем вода, формируется на её поверхности. Поскольку лёд — плохой проводник тепла, он предохраняет воду под ним. Животный и растительный мир подо льдом выигрывает, так как температура на дне глубокого водоёма, скорее всего, не упадёт ниже 4 °С. Как только достигается эта температура, ослабляются конвекционные потоки, связанные с охлаждением (конвекционные потоки возникают вследствие как охлаждения, так и нагревания).