Maddeler ısı etkisiyle hal değiştirebilir. Hal değişimine bağlı olarak maddenin yoğunluğu değişir mi? Maddelerin ısındığında genleştiğini, soğuduğunda büzüldüğünü hatırlayınız. Genellikle maddeler, sıcaklık artışına bağlı olarak genleşir yani hacimleri artar, kütlesi aynı kalır. Sıcaklık azalışına bağlı olarak da büzülür yani hacimleri azalır, kütlesi aynı kalır. Genleşen bir maddede tanecikler arasındaki uzaklık artarken büzülen bir maddede tanecikler arasındaki uzaklık azalır. Bu nedenle maddenin katı hali, sıvı halinden daha yoğundur. Su diğer sıvılardan farklı özellikler gösteren bir maddedir. Suyun katı hali sıvı haline göre daha az yoğundur. Bu, şu demektir: Buz suda yüzer. Çünkü diğer maddeler katı hale geldiğinde hacmi küçülüp büzüldüğü halde su buz haline geldiğinde hacmi artar yani genleşir.
Suyun yoğunluğu 1g/cm3 buzun yoğunluğu 0,92 g/cm3 tür. Kış aylarında hava sıcaklığının 0°C olduğu günlerde dışarıda kalan kova içindeki suyun, havuz suyunun ya da birikinti suların donmakta olduğunu görebilirsiniz. Üstteki buzu kırdığınızda altta su bulunduğunu fark edersiniz. Çünkü su yüzeyden donmaya başlar. Oluşan buz üstte kalır. Su, ısı vererek soğuduğunda diğer maddeler gibi büzülür. Fakat 4°C su için kritik bir sıcaklıktır. Su, bu sıcaklık değerinde en yüksek yoğunluğa ulaşır. 4°C’tan itibaren ısı verdikçe genleşir ve hacmi artar. Dolayısıyla yoğunluğu düşer. 0°C’ta su tanecikleri neredeyse hareketsizdir ve katılaşır. Su buza dönüşür. Yoğunluğu sudan küçük olduğu için buz, suda yüzer. Suyun bu özelliği yukarıdaki şekilde gösterilmiştir, inceleyiniz. Suyun yüzeyden donmaya başlaması suda yaşayan canlıların yaşam ortamlarının korunmasını sağlar. Buz tutmuş havuz, göl, gölet ve kutuplardaki denizlerde üstteki buz kütlesi alttaki suyun soğuk havayla temasını keser. Su içindeki canlıları korur. Eğer, buzlanma dipten başlasaydı havuzlar, göller ve denizlerdeki canlıların yaşamını sürdürmesi mümkün olmazdı.
