Cuando el hielo o cualquier otro sólido se derrite, su energía potencial aumenta. De hecho, este es el único aumento de energía, ya que la energía cinética térmica o la temperatura no aumentan durante la fusión. La energía potencial es la energía latente que podría ser liberada por el agua, y esto aumenta porque el agua liberará energía térmica si se congela de nuevo.
El hielo es el estado de menor energía del agua a presiones normales de la Tierra. En cada cambio de fase del agua, ya sea hielo a agua líquida o agua líquida a vapor de agua, la energía potencial disminuye. Esto se debe a la Ley de Conservación de la Energía. Los materiales que experimentan un cambio de estado absorben o liberan energía térmica, pero sus temperaturas no cambian. Esto se debe a que, mientras se produce el cambio de estado, toda la energía térmica se convierte en energía potencial del nuevo estado de la materia.
El agua, en particular, tiene un gran cambio en la energía potencial durante los cambios de fase. Se necesita una gran cantidad de energía para cambiar el agua de un estado a otro. Esto se debe a los fuertes enlaces de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. La fase líquida permite que las moléculas de agua estén en contacto unas con otras, mientras que la fase sólida coloca las moléculas de agua en una configuración óptima global en relación a las demás.
