水異常の理解
物体は、温度が上昇すると膨張し（体積が増加）、温度が低下すると収縮します（体積が減少）。水も温度が上昇すると膨張し、温度が低下すると収縮しますが、0℃～4℃の温度ではそうではありません。0 ℃から4 ℃の温度では、温度が上昇するにつれて水の体積は減少します（水は収縮します）。0℃の水を加熱すると、水の温度が高いほど、水の体積は減少します。水の温度が4℃に達すると、収縮プロセスは停止します。4℃を超えると、温度が上昇するにつれて水の体積は増加します（水は膨張します）。逆に、温度が4 ℃から0℃に低下すると、水は膨張します（水の体積は増加します）。この水の奇妙な性質は、水の異常として知られています。
例えば、30℃の水を冷凍庫に入れます。冷凍庫に入れると、水の温度は下がります。水の温度が下がると、水の体積も減ります（水が縮みます）。4 ℃に達すると、水は膨張し始めます（水の体積が増えます）。水の膨張は、温度が0℃に達すると止まります。これは、温度が0 ℃まで下がっても縮み続ける（体積が減る）他の物体とは異なります。
物体が縮むとき（
物体の体積が減少する） 密度 物体の密度は増加します。逆に、物体が膨張する（体積が増加する）と、物体の密度または質量は減少します。密度の公式は、質量 / 体積です。物体の質量は常に一定です。一方、体積は温度によって変化する可能性があります。水は4℃までの温度でのみ収縮します（水の体積が減少します）。 oC したがって、水は4℃で最大の密度を持つ。 oC.
下のグラフを見てください。このグラフは、水の量と温度の関係を示しています。
水異常の利点
水異常の恩恵は、冬のある地域で最も顕著に現れます。冬になると気温が下がります。水面が空気と接触することで、河川や湖の水面温度が低下します。水温が下がると、水の体積も減少します。水の体積が減少すると、水の密度が高くなります。水面の水は、その下の水よりも密度が高いため、沈みます。下の水は密度が高いため、浮きます。このプロセスは、水温が4 ℃に達するまで続きます。水は4℃までしか体積が縮まないことを覚えておいてください。したがって、水の密度は4 ℃で最大になります。
川や湖の水面温度が4 ℃を下回ると、水面の水は膨張します（水の体積が増加します）。水の体積が増加すると、水の密度は低下します。水面の水の密度は下の水の密度よりも低いため、水面の水は下へ移動することができません。水面の水は水面上に留まり、水温が0 ℃まで下がると最初に凍ります。水面近くの下の水も、水面の水と接触するため、水温が0 ℃まで下がると凍り始めます。このようにして、凍結は水面の水から始まります。湖や川の底の水は、気温がそれほど低くないため、通常は凍りません。底の水には氷が十分に張らないため、湖や川の底に生息する魚やその他の生物は冬の間も生き延びることができます。
