水变成冰为什么会膨胀？

最主要的原因是冰和水的密度不同，冰的密度是0.9g/cm3,而水的密度是1.0g/cm3.这里还需要向你介绍一个公式，就是密度公式：用p代表密密，用m代表质量，用V代表体积，则公式为：p=m/V.
下面就好理解了，设水的质量为m，当m质量的水凝结成冰时，质量m不变，密度p变小（由1.0g/cm3变成了0.9g/cm3），所以体积变大。
解释：根据数学知识，把密度公式变形为V=m/p,则m不变（即分子不变），p变小（即分母变小），根据数学知识，则V就变大（一个分数，当分子不变，分母变小，则整个分数的值就变大）。
多数物质从液态变为固态是体积变小(水例外);液态变为气态是体积会显著增大。水在汽化时体积增大1700倍；乙醚汽化时体积增大约250倍。物质的状态发生变化时体积发生变化，主要是由于构成物质的分子在排列方式上发生变化。

简单而言，这是由于水分子之间的缔合即分子之间的氢键所至。由于氢键的形成，水分子可以三个、四个、五个或更多个缔合在一起的空间网状结构。水分子的缔合是因为由于异极的互相吸引，在异极间的距离比同极间距离更近的条件下两个、或三个或四个偶极分子就吸引而成缔合分子了。但这样的引力不强，随温度升高而破坏，只有以双分子的最稳定，同时整个体积随之变小，由固态变为液态，再升温至100度，氢键断得差不多了，变成气体，在水蒸汽中水以单分了和少量双分子存在。这就是气水为什么能治病的原因。

简单来讲，三堆砖头，个数一样，分别 乱堆乱放、整齐紧密的放、搭成网格状，你觉得哪堆占体积最小？常温液态水中，分子是乱堆乱放的；4摄氏度的水中，分子是整齐紧密的吸在一起的；而冰里面则是必须搭成网格状的……准确地说是六个税分子氢和氧接在一起，搭成一块一块的六边形。这样的话当然是4摄氏度的水密度最大体积最小了
其实水是从4摄氏度就开始有极微小的冰晶了……

真是的……这只不过是我三年级在小学图书馆里翻十万个为什么上的插图时，翻到的一张六边形分子结构图猜出来的
今天随便看资料确认了这是对的

水的密度大,冰的密度小,同质量的水和冰,冰的体积就大,所以水变成冰会膨胀,水变成冰是H2O分子在不同温度下的表现形式,这个好理解,就和铁在高温会融化一样