Vad händer med energin i molekyler som vatten fryser?

Molekyler i alla stater i fråga har en rörelseenergi som är proportionell mot temperaturen. Den har potential energi också, liten i gasfas men jämförbara allmänt till rörelseenergi i vätskefasen.

När vattnet kyls, minskar kinetisk energi, inklusive översättning, roterande och vibrerande. Potentiell energi minskar också, gå från nära noll i gas till ett negativt värde som är en del av rörelseenergin.

När vatten når 0 grader C vid normalt tryck, är den kinetiska energin konstant som frysning vinning.

Att ta bort mer värmeenergi minskar den potentiella energin av molekylerna genom att ändra sina ståndpunkter i förhållande till varandra. Attraktiva krafter mellan molekyler flytta dem till Rekommenderad positioner som är identiska för varje molekyl.  I processen framträder ett mönster och en vanlig rad molekyler är monterar i kristallin struktur vi vet som is.

Till skillnad från de flesta andra ämnen håller denna ombildning av vatten molekylerna längre ifrån varandra än den genomsnittliga separationen i vätskan.  Som är varför is flyter.