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熱水的內部空間大，密度小，且水分子活躍，相互碰撞較頻繁。而冷水的密度較大，水分子活動也較慢，冷氣溫在冷水里的整體傳播速度也就緩慢，所以熱水比冷水結冰快。

先冷水結冰需要很長時間，這是因為水和玻璃都是熱傳導不良的材料，水杯里的水因為溫度下降，體積膨脹，這時候水在最表面處先結冰，其次是底部和四周。這時候被封閉的內層的水就與外界的空氣隔絕，只能靠傳導和輻射來散熱，所以冷卻就會很慢。

而熱水冷卻的時間卻少的多是因為，上層水冷卻后向下流動，形成了液體內部的對流。溫度越高，對流就會越劇烈，這時候能量的消耗就會變大。當水面溫度降到0℃以下并有溫度足夠低時，水面就開始出現(xiàn)冰晶。而水杯內部中的冰晶已經生長了，于是水分子就會圍著結晶中心結成冰。