冰可以浮在水面上的主要原因是冰的密度比水的密度小,也就是单位体积的冰比同样的水轻。这造成了一个有趣的现象:当水冷却时,从0℃到4℃之间,水密度会逐渐增大,但是当水降至0℃以下,密度反而开始减小。因为水分子在0℃以下开始形成空隙,使得整个物质的密度减小。由于冰的密度比水小,所以冰会浮在水面上。当水面开始冷却,水会逐渐变得密集,直到达到4℃时最为密集。然而,如果水变得更冷,其密度会减小,因此,当温度低于4℃时,如果水面有足够的时间冷却下来,则冰会开始形成并浮在水面上。这意味着,在冰冻的湖泊或河流中有的时候,冰可以提供保护水的作用,防止水下生物的冻结。