水与其他物质一样，也受到热胀冷缩的规律影响，当温度降低，同样重量的水会收缩。然而这种现象到了四摄氏度时就出现改变，四摄氏度以下的水反而会膨胀，意思是四摄氏度的水密度最大，高于或低于四摄氏度，水的密度都会变小。因此，在冬季河面结冰时，四摄氏度的水会在河流底部。