طبق رابطه چگالی با دما، هر چه دما كاهش یابد چگالی زیاد می‌گردد، بنابراین هر چه آب سردتر شود چگالی آن زیاد شده و در نتیجه به عمق ظرف حاوی آب می‌رود. بنابراین آب عمق دریاچه بایستی سردتر از آب سطح دریاچه باشد. پس چرا در سرمای شدید اول سطح آب دریاچه یخ زده و بعد قسمتهای پایین دریاچه یخ می‏بندد؟ چرا در اغلب موارد عمق دریاچه‌ها یخ نمی‏بندد؟

آب یك استثنای بسیار جالب است كه كمك خیلی زیادی به زندگی آبزیان می‏كند. وقتی دمای آب، مثلاً از 20c تا 4c كاهش می‏یابد متناظراً حجم آب كاهش یافته و چگالی آن افزایش می‏یابد و این امر باعث پایین رفتن آب سرد و بالا آمدن آب گرم می‏شود. اما از این به بعد با كاهش دما، حجم آب افزایش یافته بنابراین چگالی آن كم می‏شود. حتی وقتی آب تغییر حالت می‏یابد و به یخ تبدیل می‏شود باز هم حجم آن افزایش یافته و چگالی آن كم می‌شود. بر همین اساس چگالی یخ از آب كمتر است. بنابراین یخ (یا كوههای یخی) بر روی آب شناور می‌شوند.

افزایش حجم آب در حین انجماد گاهی دردسرآفرین می‏شود. به عنوان مثال این امر باعث شكستن ظرف شیشه‏ای پر از آب داخل فریزر می‏گردد. 

آیا قدرت انبساط آب قابل توجّه است؟

در نمودار زیر تغییر حجم آب را بر حسب دما مشاهده می‏‏كنید

 

در این نمودار نیز تغییر چگالی آب را بر حسب دما مشاهده می‏‏كنید

بنابراین در هوای گرم، كمترین دمای آب در عمق دریاچه یافت می‏شود و هر چه به سطح آب نزدیك می‏‏شویم دمای آب افزایش می‏‏یابد. امّا با سرد شدن هوا، آب سطح سرد می‏شود و به زیر می‏رود و آب گرم بالا آمده تا در نهایت كل آب دریاچه به 40c برسد. از این به بعد با سرد شدن بیشتر هوا، سطح آب سردتر می‏شود ولی چون دمای آن كمتر از 40c‏ می‌شود، دیگر آب به قسمت پایین نمی‏رود، بنابراین سطح آب سردتر و سردتر می‏شود تا در دمای انجماد قرار گرفته و در نتیجه سطح آب یخ می‎بندد.