Ở thể lỏng dưới áp suất thường, khối lượng riêng của nước có giá trị lớn nhất ở nhiệt độ 4°C.

Tại sao lại là 4°C?

Điều này có vẻ trái ngược với trực giác của chúng ta, vì thường thì khi nhiệt độ tăng, các phân tử chuyển động nhanh hơn và khoảng cách giữa chúng tăng lên, dẫn đến thể tích tăng và khối lượng riêng giảm. Tuy nhiên, nước lại có một đặc tính rất đặc biệt.

Sự giãn nở đặc biệt của nước:

Dưới 4°C: Khi làm lạnh nước từ nhiệt độ phòng xuống 4°C, các phân tử nước bắt đầu sắp xếp lại một cách chặt chẽ hơn, làm giảm thể tích và tăng khối lượng riêng.
Trên 4°C: Nếu tiếp tục làm lạnh nước xuống dưới 4°C, các liên kết hydro giữa các phân tử nước bắt đầu hình thành, tạo thành cấu trúc giống như mạng lưới. Cấu trúc này chiếm nhiều không gian hơn so với cấu trúc khi nước ở 4°C, dẫn đến thể tích tăng và khối lượng riêng giảm.