很多人直觉认为冰块大就是体积小，其实恰恰相反。水结成冰后，由于氢键的作用，分子间距离变大，导致整体体积膨胀。所以在同样质量的前提下，水的体积是小于冰的体积的。这种现象在自然界中很常见，比如湖面结冰时，冰浮在水面上，正是因为冰的密度小、体积大，才使得水下的生物得以生存。
为什么水的密度比冰小？
其实在标准大气压下，水的物理特性很特别，它在摄氏4度的时候密度最大，也就是说此时体积是最小的。当温度继续下降低于4度时，水的体积反而会随着温度的降低而逐渐膨胀变大。这也是为什么北方冬天如果没有暖气，存留在水缸或水桶里的水容易把容器撑破，这种冻坏其实是因为水结冰膨胀导致的。
这个现象可以从物质状态的变化来理解。水作为液体，其分子处于相对自由流动的状态，排列比较紧密。而当水结成冰变成固体后，水分子会形成一种较为疏松的晶体结构，虽然宏观上看起来是一大块，但从微观密度和体积比例来看，这种结构使得单位质量的体积变大，因此显得比同质量的水更占空间。
从密度和体积的关系来看，水的密度比冰要大。这意味着对于相同质量的水和冰来说，水的体积实际上比冰要小。当液态水凝固成固态冰时，分子排列结构发生变化，导致整体体积增大，密度减小，所以同质量下冰占据的空间比水更多。