水结冰后体积变大是因为水的密度大，冰的密度小，结冰后，分子间空隙变大，而总质量不变，所以体积会变大，而且水的密度是1，冰是0.9。当温度在0℃水未结冰时，大多数水分子是以(H2O)3的缔合分子存在，当温度升高到3.98℃(101kPa)时水分子多以双分子缔合水分子的形式存在，分子占据空间相对减小。