Đối với nước, tại 4 độ C, chuyển động của phân tử giảm tới mức mà liên kết hidro trong nước đã trở nên tối ưu nhất và tương đương với liên kêt hidro tại thời điểm mà nước đóng băng ở 0 độ C. Trạng thái "co lại" tối đa đối với các chất khi chuyển pha lại được hình thành ở nước tại 4 độ C. Như vậy từ 4 độ C tới 0 độ C, các phân tử không còn có thể chuyển động "trượt" qua nhau giống như chúng thực hiện trong pha lỏng thông thường. Không còn có thể cựa quậy, các phân tử này bắt đầu "cảm thấy" lực hút của tương tác hidro giữa nó với những anh bạn "láng giếng". Đây là tương tác giữa nguyên tử hidro trong phân tử nước với nguyên tử hidro của phân tử nước bên cạnh. Chính "cảm giác" mới này đã "gò bó" các phân tử nước để chúng bắt đầu sắp xếp lại một cách có trật tự "ngay hàng thẳng lối" theo cách tinh thể. Càng sắp xếp lại thì từ việc đang bị nén chật ních các phân tử nước càng được giãn ra thêm một chút cho "ngay ngắn" và làm cho nước nở ra. Quá trình tinh thể hoá hoàn thiện ở 0 độ C và là mốc đánh dấu sự chuyển pha của nước từ lỏng thành rắn. Do vậy nước có khối lượng riêng lớn nhất ở 4 độ C và sẽ nở ra từ 4 độ C cho tới khi đóng băng 0 độ C.