Quando l'acqua si congela, le molecole si dispongono in strutture cristalline. Questo processo è accompagnato da un aumento di volume, con conseguente espansione del ghiaccio. Man mano che le molecole d'acqua si allontanano ulteriormente con ogni strato aggiuntivo della struttura cristallina, la quantità di espansione aumenta. Questo aumento di volume è noto come il principio delle espansioni. Più alta è la temperatura dell'acqua, più la struttura cristallina è in grado di formarsi e maggiore è l'espansione.
Spiega perché l'acqua si espande quando si congela.