水結冰體積為什麼變大

水變成冰體積變大，是因為液態水中水分子之間存在着較強的氫鍵作用力。它比分子間的作用力（範得瓦耳斯力）大得多。當水處於液態時，在氫鍵力的作用下，水分子靠近，在宏觀上就表現為體積小。而變為固體時，水變為晶體，分子排列有了規律，氫鍵的作用力削弱，宏觀的表現為體積變大。

水結冰其實是一種結晶的現象，結晶首先需要有凝結核，然後凝結核不斷長大，最終長成大塊晶體。其實水結冰的過程並不簡單，不是説温度降低到0℃，水就會結冰的，還需要水中含有一些小微粒，作為水分子剛開始結冰時的附着物，水中含有的這種小微粒又叫晶核。

水分子的排列往往讓氧原子朝外，氫原子朝內，而氧原子略帶負電，因此喜歡周圍是正電的環境。如周圍的環境帶正電，温度又是低於0℃，那麼水就容易結冰，不管水中有沒有晶核。

在更高的温度下開始結冰過程，水分子還需要一些其他的東西，比如灰塵、煤煙或其他雜質，這樣水分子就可以在上面形成晶格，這就是成核的過程。