تقل كثافة الماء ويزداد حجمه عند الإرتفاع عن درجة حرارة 4 م بسبب تباعد الجزيئات بفعل زيادة درجة الحرارة فيما يعرف بالتمدد
تقل كثافة الماء ويزداد حجمه عند الانخفاض عند 4 م لأن جزيئات الماء تتجمع بواسطة الرابطة الهيدروجينية على شكل بللورات سداسية بينها فراغات وهذه الخاصية يشذ بها خواص الماء عن باقي السوائل الأخرى
وبالتالي يمكن أن يتساوى حجمي كميتين متساويتين في الكتلة ولكنهما في درجتي حرارة مختلفتين أحدهما أكبر من 4 م و الأخرى أقل من 4 م