Lo más inusual de la forma en que el agua cambia de un estado a otro es que su estado líquido es más denso que su estado sólido, por lo que el aumento de la presión hace que el hielo se derrita. Esto es diferente a la mayoría de las sustancias. , en el que una mayor presión fomenta la solidificación porque el estado sólido es el más denso. El agua también requiere una gran cantidad de energía para cambiar su estado físico, más de lo que la mayoría de las sustancias requieren.
Las grandes cantidades de energía requeridas para cambiar el estado del agua se aplican tanto al hielo derretido como al agua hirviendo. Al igual que con otras sustancias puras, durante un cambio de estado, el agua pura no cambia la temperatura, y el cambio de estado absorbe o libera toda la energía térmica añadida o perdida. Sin embargo, la cantidad de energía involucrada en estos procesos es inusual. Además, cambiar la temperatura del agua implica una cantidad inusual de energía, lo que significa que el agua tiene un alto calor específico. El calor específico de una sustancia es la cantidad de energía que se necesita para hacer que una masa determinada de la sustancia aumente una cantidad específica de temperatura.
La menor densidad del agua sólida en comparación con el agua líquida es muy importante para la vida en la Tierra. Debido a que el hielo flota en el agua, forma una capa aislante sobre la superficie de los cuerpos de agua, en lugar de hundirse y por lo tanto es más probable que esos cuerpos se congelen.
