为什么水在4℃时，密度最大？

　　水中存在大量单个水分子，也存在多个水分子组合在一起的缔合水分子。单位质量的水中，缔合水分子越多，水中的空隙就越大，水的密度就越小。所以当温度升高时，水中的缔合水分子不断被破坏，分子无序排列增多，那么水分子缔合作用就减弱，使得密度增大。
　　分子间的热运动越强，分子间的距离就增加了，使整体的密度下降。当温度升高时就是这个情况。反之，当温度下降时分子热运动减弱，整体的密度上升。
　　水的密度正是由水分子的缔合作用和水分子的热运动这两个因素决定的，具体的密度如何要看在那个温度时，两个因素的影响力如何。温度越高则分子间的热运动占优势，温度越低则水分子缔合作用占优势。这两个因素在4℃时达到一定平衡，在4℃时水的密度最大。在4℃之下和之上，水的密度都会减小。