Η ανώμαλη διαστολή του νερού έχει μεγάλη σημασία για την οικονομία της φύσης. Ο πάγος όταν θερμαίνεται, για παράδειγμα από -20ο C και πάνω, έχει κανονική συμπεριφορά και διαστέλλεται όπως όλα τα στερεά σώματα.
Καθώς διαστέλλεται, βέβαια, μειώνεται η πυκνότητά του. Μόλις φτάσει τους 0ο C αρχίζει η τήξη του και για όση ώρα υπάρχει στερεό υλικό, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή, όση και αν είναι η παρεχόμενη θερμότητα.
Όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία της τήξης, η θερμοκρασία αρχίζει να ανεβαίνει, αλλά παρατηρείται το εξής παράδοξο: Μέχρι η θερμοκρασία να φτάσει τους +4ο C, το νερό συστέλλεται συνεχώς και μόνο μετά από αυτό το όριο (των +4ο C) αρχίζει να διαστέλλεται κανονικά όπως όλα τα υγρά.
Οι μεταβολές του όγκου του νερού συναρτήσει με τη θερμοκρασία
Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το νερό να παρουσιάζει τη μεγαλύτερη πυκνότητα σε θερμοκρασία +4ο C, γιατί στη θερμοκρασία αυτή ο όγκος είναι μικρότερος.
Συνέπεια της ανωμαλίας αυτής είναι ότι όταν η θερμοκρασία του νερού κατέβει στη θερμοκρασία 0οC, τότε γίνεται πιο αραιό που έχει θερμοκρασία γύρω στους +4ο C και επομένως ανεβαίνει στην επιφάνεια, ενώ το νερό των +4ο C πηγαίνει στον πυθμένα.
Είναι δυνατόν λοιπόν το νερό να παγώσει στις θάλασσες και στις λίμνες μόνο στην επιφάνεια και κάτω από τον πάγο να υπάρχει νερό στους +4ο C.
Αυτό έχει μεγάλη σημασία για τη διατήρηση της ζωής στις θάλασσες και τις λίμνες.
Το διάγραμμα μεταβολής του όγκου ενός λίτρου νερού καθώς μεταβάλλεται η θερμοκρασία του
